據(jù)國外媒體報道，通過對宇宙早期大質(zhì)量星系碰撞模型的研究，天文學家日前解開了宇宙形成初期超大質(zhì)量黑洞的形成之謎。
“這項工作首次演示了一團超大質(zhì)量塵埃云如何塌縮聚集成為超大質(zhì)量黑洞的過程，”物理學家魯奇奧·梅耶(Lucio Mayar)說。他來自瑞士理論物理學院，是這項研究的首席科學家。“在其他類似的模擬中，人們都僅僅假設了一個星系的情形，但是我們知道在宇宙的早期階段，星系碰撞是非常頻繁的。”
超大質(zhì)量黑洞可以具有數(shù)億倍太陽質(zhì)量，幾乎存在于每個星系的中心，梅耶說。在這項研究的數(shù)學模擬中，當兩個原始星系發(fā)生相撞時，形成了一個超大質(zhì)量黑洞。但是不同的是，初期的原始星系含有比現(xiàn)代星系多得多的氣體成分。在碰撞過程中，星系中的氣體由于引力潮汐作用落向質(zhì)量中心，從而能形成一個致密、超大質(zhì)量的氣體云核心，其具備的超大質(zhì)量很快就將使自己崩塌，收縮成一個巨大的黑洞。
“這種情況讓人困惑，我們無法理解具備數(shù)十億倍太陽質(zhì)量的超大黑洞何以存在于早期宇宙中，”天文學家朱莉·科莫福德(Julie Comerford)說。她是加州大學伯克利分校教授，雖沒有參與此項研究，但她接受了記者的采訪并發(fā)來電子郵件。“這次的研究是對于理解超大質(zhì)量黑洞如何快速形成的重要進展。”
此項新的模擬對于尋找引力波具有重要意義，引力波是愛因斯坦的廣義相對論中預言的一種時空波動現(xiàn)象。 “當這種超大質(zhì)量黑洞出現(xiàn)，時空將顯示巨大的扭曲。我們認為這將是宇宙中存在的最顯著引力波作用，應當最容易被探測出來，”梅耶說。“當你成功模擬這樣的大質(zhì)量黑洞形成過程，你應當能夠找到很多極早期宇宙引力波的痕跡”
針對這一謎團，美國宇航局將在未來10~15年內(nèi)發(fā)射激光干涉空間天線(LISA)衛(wèi)星，其設計目的便是從未被探測到的引力波現(xiàn)象。梅耶表示，根據(jù)這次的研究結論，即早期宇宙有大量超大質(zhì)量黑洞形成，宇航局LISA衛(wèi)星上的探測器將著重探測來自早期宇宙的引力波.
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