這次強大的合并事件代號為GW231123，產生了一個質量約為太陽225倍的超大質量黑洞。

引力波 —— 由劇烈宇宙事件引發的時空漣漪 —— 以光速向各個方向傳播，最終會像水中的漣漪一樣逐漸消失。但有些事件極具破壞性和極端性，它們在時空中產生的擾動更像是強大的波浪而非微小的漣漪，其能量足以到達我們地球上的探測器。

今天，LIGO合作組織宣布探測到了迄今為止已知最龐大的黑洞合并事件。這次合并的最終產物是一個質量超過太陽225倍的巨型黑洞。這個代號為GW231123的信號在許多方面與已知的恒星演化模型相矛盾，令物理學家們急于弄清楚這樣的合并究竟是如何發生的。

LIGO，即激光干涉引力波天文臺，在2015年通過首次探測到引力波（捕捉到兩個碰撞黑洞產生的宇宙回響）而創造了物理學歷史。自那次獲得諾貝爾獎的發現以來，LIGO合作組織（一個由LIGO以及分別位于意大利和日本的Virgo和KAGRA組成的國際合作伙伴）持續對銀河系進行著細致的監測。該合作組織已探測到眾多來自中子星、超新星的信號，以及大約300次黑洞合并事件。

但是，于2023年11月23日首次觀測到的GW231123，似乎是一次前所未有的巨獸級黑洞合并。兩個質量分別為太陽137倍和103倍的巨大黑洞，盡管其合并總質量極其巨大，卻成功地結合在了一起。它們以地球自轉速度的40萬倍旋轉，形成了一個更大的黑洞。為了理解其大小，此前此類合并事件的紀錄保持者GW190521的質量約為太陽的140倍。

“這是我們通過引力波觀測到的最龐大的黑洞雙星系統，它對我們理解黑洞的形成提出了真正的挑戰?！笨ǖ戏虼髮W物理學家、LIGO成員馬克·漢納姆（Mark Hannam）在一份聲明中表示?？紤]到黑洞環境中引力作用的混亂本質（存在各種推拉作用），這次合并能夠如此穩定，以至于產生的引力波能到達LIGO并被其探測到（信號持續時間為0.1秒），實屬難得。漢納姆指出，根據標準的演化模型，這樣的事件本應是“被禁止的”。

“一種可能性是，這個雙星系統中的兩個黑洞是由更小的黑洞早期合并形成的?！彼茰y道，“這是我們通過引力波觀測到的最龐大的黑洞雙星系統，它對我們理解黑洞的形成提出了真正的挑戰?！?/p>

“這些黑洞似乎旋轉得非常快 —— 接近愛因斯坦廣義相對論理論所允許的極限，”英格蘭樸茨茅斯大學物理學家、LIGO成員查理·霍伊（Charlie Hoy）在同一份新聞稿中解釋道，“這使得該信號難以建模和解讀。這是一個推動我們理論工具發展的絕佳案例研究?！?/p>

科學家們將于下周在英國格拉斯哥聯合舉行的第24屆廣義相對論與引力國際會議（GR24）暨第16屆愛德華多·阿馬爾迪引力波會議（GR-Amaldi會議）上公布他們關于GW231123的研究成果。此后，相關數據將公開接受公眾審查，從而拉開破解GW231123之謎的競賽序幕 —— 盡管我們不太可能在短期內獲得明確的答案。

“科學界需要數年時間才能完全解開這個復雜信號模式及其所有蘊含的意義，”同樣來自英格蘭伯明翰大學、身為LIGO成員的物理學家格雷戈里奧·卡魯略（Gregorio Carullo）補充道，“盡管最可能的解釋仍然是黑洞合并，但更復雜的場景可能是解讀其意外特征的關鍵。激動人心的時刻就在前方！”

物理學家們早在19世紀末就首次構想出了引力波的概念，但這個想法因阿爾伯特·愛因斯坦而廣為人知。作為少數幾種不需要光就能“看見”宇宙現象的觀測方法之一，引力波在幫助人類揭開黑洞、古老恒星乃至暗物質等諸多神秘面紗方面，其潛力是無與倫比的。因此，確實 —— 激動人心的時刻就在前方！

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