自2015年重力波天文學(xué)取得突破以來，科學(xué)家們由于重力相互碰撞，已經(jīng)能夠探測出十幾對緊密定位的黑洞(稱為二元黑洞)。但是，科學(xué)家們?nèi)栽跔幷撨@些黑洞中有多少是從恒星中誕生的，以及它們?nèi)绾文軌蛟谖覀兊挠钪鎵勖鼉?nèi)足夠近地發(fā)生碰撞。

現(xiàn)在，范德比爾特(Vanderbilt)天體物理學(xué)家進(jìn)行的一項(xiàng)有前途的新研究可能會為我們提供一種方法，用于發(fā)現(xiàn)宇宙歷史中可碰撞成雙星黑洞的可用恒星數(shù)量。

今天發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報》上的這項(xiàng)研究將幫助未來的科學(xué)家解釋恒星的潛在種群，并檢驗(yàn)整個宇宙歷史上所有相撞黑洞的形成理論。

范德比爾特天體物理學(xué)家，這項(xiàng)研究的主要作者卡蘭·賈尼說：“到目前為止，研究人員已經(jīng)對宇宙中黑洞的形成和存在進(jìn)行了理論化的研究，但其前身恒星的起源仍然是個謎。”“通過這項(xiàng)研究，我們使用了目前可用的天體物理觀測對相撞的黑洞進(jìn)行了法醫(yī)研究。在此過程中，我們制定了基本的約束條件或預(yù)算，該約束條件告訴我們自宇宙開始以來恒星所占的比例注定會像黑洞一樣發(fā)生碰撞。”

賈尼(Jani)和合著者，哈佛大學(xué)的亞伯拉罕·勒布(Abraham Loeb)利用愛因斯坦的相對論一般性理論(告訴我們黑洞如何相互作用并最終碰撞)，使用記錄在案的LIGO事件來盤點(diǎn)任意時間點(diǎn)的宇宙時空資源。然后，他們?yōu)殡p黑洞過程中的每個步驟開發(fā)了約束條件：宇宙中可用恒星的數(shù)量，每個恒星過渡到單個黑洞的過程以及對這些黑洞最終碰撞的檢測—長達(dá)數(shù)億年后，LIGO受到了撞擊產(chǎn)生的引力波的沖擊。

賈尼補(bǔ)充說：“從目前的觀察中，我們發(fā)現(xiàn)宇宙中所有質(zhì)量恒星中有14%注定會碰撞成黑洞。這對自然界而言是非同尋常的效率。”“這些在我們框架中增加的約束條件將有助于研究人員追蹤黑洞的歷史，回答老問題，并無疑打開更多奇特的情景。”