活久见！170亿光年外两个黑洞的碰撞，让地球都为之颤动了0.1秒

黑洞堪称是宇宙中的饕餮巨兽，它们能够吞噬已知宇宙中所有的物质，甚至连光都不例外，而当两个黑洞相遇时，更是会在宇宙中制造出非常大的动静，以至于即使隔着极为遥远的距离，我们都可以探测得到，比如说科学家就曾发现，170亿光年外两个黑洞的碰撞，让地球都为之颤动了0.1秒，可谓是活久见了。这具体是怎么回事呢？下面我们就来了解一下。

黑洞的碰撞过程可以简单地描述为：当两个黑洞靠得足够近时，它们会相互吸引，并开始围绕彼此旋转，同时会向外辐射出引力波，这些引力波会带走一部分黑洞的能量和角动量，使得两个黑洞之间的距离不断缩小，随着时间的推移，两个黑洞会越来越近，旋转速度也越来越快，并最终碰撞在一起，进而形成一个更大更重的黑洞。

这个过程可以分为三个阶段：“旋进”、“合并”和“衰荡”，其中“旋进”阶段是指两个黑洞以椭圆轨道围绕彼此旋转，并逐渐变为圆形轨道；“合并”阶段是指两个黑洞接触并形成一个单一的黑洞；“衰荡”阶段是指新形成的黑洞逐渐趋于稳定的过程。

这三个阶段都会释放出引力波，其中的“合并”阶段，其释放出的引力波是剧烈的、爆发性的，并因此而更容易被探测到。实际上，此次发现的这两个黑洞的碰撞，正是探测到了它们在“合并”阶段的引力波，这也被称为“GW190521”引力波事件。

“GW190521”最初由激光干涉引力波天文台（LIGO）和室女座干涉仪（Virgo interferometer）于2019年5月21日发现，后续的研究表明，此次引力波事件来自170亿光年外两个黑洞的碰撞，这两个黑洞的质量分别约为太阳质量的85倍和66倍，在经过猛烈的碰撞之后，它们最终合并成了质量约为142倍太阳质量的黑洞。

那么问题来了，这两个黑洞的总质量是151倍太阳质量，为什么新形成的黑洞会少了9倍太阳质量呢？答案就是：这些“少了的质量”其实都以引力波的形式作为能量被释放了出来。

根据爱因斯坦提出的“质能方程”（E = mc^2），质量和能量只是物质的不同属性，它们之间存在着确定的当量关系，我们可以简单地将其理解为，在特定的情况下，质量和能量是可以互相转化的。

需要知道的是，当质量转化成能量时，其释放出的能量其实比很多人想象中的更高，有多高呢？举个例子，相信大家都听说过广岛原子弹，它释放出的能量其实就是来自于核裂变反应中损失的质量，而在整个核裂变过程中，它损失的质量却只有0.9克左右。

然而太阳的质量高达1.989乘以10的30次方千克，而在此次黑洞碰撞中，居然有相当于9个太阳的质量都以引力波的形式作为能量被释放了出来，据此我们完全可以想象出，此次事件释放出的引力波，其能量有多么巨大。

正是因为如此，我们才可以探测到此次事件，而当最强烈的引力波抵达之时，甚至连地球都为之颤动了0.1秒，但我们也不必为此感到担心，因为隔着极为遥远的距离，当引力波抵达地球时，已变得极为微弱，所以这种颤动也极为轻微，其幅度大约只有一个质子直径的千分之一，只有用精密的仪器才可以探测得到，而地球本身当然也不会遭到什么损伤。

值得一提的是，“170亿光年”这个距离，其实是科学家根据描述宇宙膨胀的标准宇宙学计算出来的结果。

实际上，当这两个黑洞发生碰撞时，其所在的位置其实距离我们更近，根据科学家的估算，当时它们与我们的距离大约是93.5亿光年，但由于引力波是以光速传播的，因此它们释放出的引力波抵达地球需要漫长的时间，而在这段时间里，它们合并后的黑洞会因为宇宙膨胀而不断地远离我们，以至于到了现在，它与我们的距离已经达到了大约170亿光年。

如果把宇宙比作一片平静而巨大的海洋，那这两个黑洞的碰撞就好像是在这片海洋中扔进了一块小石子，而它们释放出的引力波就好像是这块小石子激起的涟漪，这些涟漪不断地向外扩散，并越来越微弱，在经过漫长的时间之后，它们中的一小部分终于抵达了地球，似乎在告诉我们，在很久很久之前，曾经有一块小石头被扔进了海洋……或许这就是宇宙的浪漫吧？