藝術家想象了兩個黑洞的碰撞， 這兩個黑洞是由LIGO和Virgo引力波探測器所檢測到的。圖片：LIGO/Caltech / MIT / Sonoma State; Aurore Simonnet
自2015年引力波天文學取得突破以來，科學家們由於重力相互碰撞，已經能夠探測出十幾對緊密聯繫的黑洞（稱為二元黑洞）。但是，科學家們仍在爭論這些黑洞中有多少是從恆星中誕生的，以及它們如何能夠在我們的宇宙生命週期內靠的足夠近以發生碰撞。
現在，範德比爾特天體物理學家進行的一項有前途的新研究可能會為我們提供一種方法，用於尋找宇宙歷史中可碰撞成雙星黑洞的可用恆星數量。
該研究今天發表在《天體物理學雜誌快報》上，它將幫助未來的科學家解釋可能的恆星數量，並檢驗整個宇宙歷史中所有碰撞的黑洞的形成理論。
範德比爾特天體物理學家，這項研究的主要作者卡蘭·賈尼（Karan Jani）說：“到目前為止，研究人員已經對宇宙中黑洞的形成和存在進行了理論化的研究，但其前身恆星的起源仍然是個謎。通過這項研究，我們使用了目前可用的天體物理觀測對相撞黑洞進行了研究。在此過程中，我們制定了基本的約束條件，該約束條件告訴我們自宇宙開始以來恆星註定會碰撞形成黑洞的比例。”
賈尼和合著者，哈佛大學的亞伯拉罕·勒布（Abraham Loeb）利用愛因斯坦的廣義相對論（告訴我們黑洞如何相互作用並最終碰撞），使用記錄在案的LIGO事件來盤點任意時間點的宇宙時空資源。然後，他們為雙黑洞形成過程的每個步驟制定了約束條件：宇宙中可用恆星的數量、每個恆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 - 高達上億年後，LIGO檢測到了撞擊產生的引力波。
賈尼補充說：“從目前的觀察中，我們發現宇宙中所有大質量恆星中有14％註定會碰撞成黑洞。這對自然界而言是非同尋常的比例。這些在我們框架中增加的約束條件應有助於研究人員追蹤黑洞的歷史，回答老問題，並無疑提出了更多奇特的問題。”
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