盡管震動只持續了0.1秒，卻足以讓科學家們激動不已。黑洞，作為大質素天體的代表，它們的碰撞將給這個多元宇宙帶來哪些新奇的變化呢？這令人充滿好奇和期待。
【黑洞的誕生】
恒星如同生命體，擁有自身的生命周期。如黃矮星，如同太陽，紅矮星等，在其生命周期的尾聲，會經歷蛻變，逐漸轉化為白矮星，最終成為黑矮星，消失在無垠的宇宙中。
質素超過太陽的恒星在生命結束之際，其內部會釋放巨大的能量，這種現象被稱為超新星爆炸。而對於部份質素異常巨大的恒星，還可能發生更為劇烈的極超新星爆炸。
黑洞的形成源於極超新星的爆炸。
在人類尚未直接觀測到黑洞之前，對它的探索僅限於理論層面。基於相對論的原理，理論物理學家預測宇宙中存在一種具有極強重力場的天體，這種天體對鄰近的一切物質產生顯著影響。
他周圍的時空亦隨之扭曲。由於其內部重力極為強大，視界內的物質無法逃逸，因此在外部觀察時，它呈現出深邃的黑暗，難以透過天文望遠鏡揭示其真實面貌。更多時候，我們依賴重力場的分析來預測其狀態。
黑洞，是基於廣義相對論預測的，存在於宇宙中的一種巨大質素的星體。因其極強的內部重力，任何經過其附近的物質，無論大小，均會被輕易捕獲，甚至包括質素巨大的中子星。
中子星是宇宙中質素龐大的天體，擁有強大的重力場。相比之下，行星和星雲等天體在中子星的重力作用下會瞬間瓦解。
當前，人們發現的黑洞大多是質素超過約135倍太陽質素的天體塌縮後形成的。黑洞內部質素巨大，重力場異常強大，能吸引並吞噬包括逃逸速度最快的光子在內的所有物質和輻射。
由於黑洞的形成原理與熱力學中完全不反射光線的黑體存在相似之處，因此得名黑洞。
盡管當前的觀測技術無法直接捕捉黑洞的形象，我們仍能透過研究其周圍的無法觀測的視界來模擬其外貌。這意味著，雖然我們不能直接看見黑洞，但可以透過對其周圍環境的分析來間接描繪其特性。
由於黑洞能吞噬一切物質，其內部存在一個無法返回的臨界點。基於廣義相對論，我們推測其內部可能有一個接近無限大的奇異點。
生命末期的恒星經歷超新星爆炸後，由於內部氫、氦元素耗盡，核心質素無法繼續釋放能量和對外壓強，導致持續向內塌縮。原子在這種極端條件下被極度壓縮，最終轉化為中子狀態。
在巨大的內部壓力下，星體持續向中心塌縮，最終形成了黑洞。觀測數據表明，即便是最小的黑洞，其質素也至少達到了太陽的3.8倍，這足以說明其內部的質素是何等巨大。
盡管黑洞以其強大的重力著稱，幾乎吞噬一切接近的物質，但它們並非完全封閉。實際上，黑洞也會釋放能量，這種能量釋放為我們提供了觀測它們的線索。中國科學家透過捕捉和分析宇宙中的射線、星雲等訊號，就能探測到黑洞的存在和位置等關鍵資訊。
以目前的科技水平，我們對黑洞的認知仍然非常有限，這更增加了其神秘感。這也使得黑洞成為了科幻小說和電影等作品中的常見元素。
2019年，借助望遠鏡和精細的後期處理技術，我們首次目睹了黑洞——這個宇宙中最令人費解的天體的真實面貌。我們這一代人，有幸成為了首次見證黑洞真容的群體。這個黑洞位於M87星系的中心，體積巨大，相當於680萬個太陽。
科學家推測，這個巨大的黑洞可能是由多個黑洞碰撞而成，因其體積和質素遠超銀河系內觀測到的黑洞，顯示出其非凡的規模和能量。
【黑洞碰撞】
在宇宙中，生命存在於每一個天體之中。當恒星的生命走向終結時，它們會經歷塌縮、碰撞等現象。黑洞，作為大質素恒星熄滅後的遺跡，對於科學家來說，探索其存在背後的意義至關重要，因為這能幫助我們了解恒星生前所經歷的活動。
黑洞，如同星系，也會發生碰撞。但由於黑洞的獨特性質，我們無法像觀測行星和星系那樣直接捕捉到它們的碰撞過程。然而，科學家們透過深入研究，發現黑洞在碰撞時會產生強烈的重力波動，從而可以間接地觀察它們的活動和生命周期。這一發現為我們了解黑洞提供了新的視角和手段。
重力波，源於時空扭曲的波動。據愛因斯坦的相對論，質素大的物體在加速運動時，因其巨大的質素可能對周邊時空產生扭曲，這種扭曲隨後以波浪狀的形式向外擴散，即形成重力波。
重力波對物質的擾動極小，因此能夠穿越遼闊的時空，即便在數十甚至數百億光年之遙，也能感受到其引發的震撼力量。
可以確定的是，高質素黑洞的碰撞必然伴隨著重力波的產生。這使得我們能夠借助這些重力波，深入探索兩個黑洞交匯時的神秘現象。
雖然愛因斯坦早在百年前就預測了重力波的存在，但這一物質一直停留在理論層面，缺乏實證。直到2015年，這一狀況才得到改變。
9月14日當年，LIGO（美國激光幹涉重力波天文台）全面觀測了宇宙中存在的重力波，人類首次從物理角度感受到時空的扭曲。
理論上，強烈的重力波且保持連續性主要源自大型恒星死亡後的遺留物，如超新星爆炸後形成的中子星和極超新星爆炸後形成的黑洞，以及雙黑洞或雙中子星系統。
雙黑洞在特定情境下合並的可能性相對較高。不過，無論具體情況如何，其形成原理都是兩個質素較大的天體彼此圍繞並最終合並的結果。
隨著兩個天體的距離逐漸縮短，它們之間的重力波動越來越強烈。然而，一旦這兩個天體合並，這種劇烈的震動就會立刻消失。
另一種可能性是，雙黑洞系統同樣能夠產生獨特的重力波。這些重力波的特性，如大小和強度，就像雙黑洞系統的「指紋」一樣，具有獨特性。透過分析這些重力波，我們可以揭示黑洞的大小、距離地球的距離以及方向等重要資訊。
科學家對探測到的重力波與已知範本進行了比較，進而得出了雙黑洞的質素範圍。透過對比，他們發現這些黑洞的質素大約是太陽質素的20至40倍。
基於第一圈的研究成果，采用「數值相對論」的方法，並經過多次會議的慎重探討，最終對2015年9月中旬探測到的重力波給出了合理解釋。
經過多次精確計算，研究團隊得出了共同的認識：這兩個黑洞的質素分別約為太陽質素的29倍和36倍。
不同於我們的預想，這兩大天體的碰撞發生在13億年前。在短暫的1秒內，它們轉化了相當於3倍太陽質素的能量為重力波，從而釋放出巨大的能量。據估計，這次碰撞的峰值功率達到了可見宇宙總功率的50倍。
基於訊號到達的時間間隔，科學家們初步推測黑洞的碰撞地點位於南半球方向的一個星系。此次事件，天文學家們將其命名為GW150914。
經過首次成功的觀測後，科學家們在數月內再次成功捕捉到了這種特殊的重力波。經過審慎的計算，科學家們得出結論，這兩個黑洞的質素分別相當於14.2倍和7.5倍的太陽質素。
2019年，科學家們成功觀測到兩顆黑洞的合並，此次合並引發了百億光年外地球的0.1秒震動。
【人類對於黑洞碰撞的探測】
黑洞是宇宙中一種極為特殊的天體，其存在對科學家探索宇宙奧秘至關重要。而重力波則成為了探索黑洞的主要手段。隨著越來越多LIGO器材的建造，越來越多的黑洞碰撞被觀測到，為我們揭開宇宙的神秘面紗提供了有力支持。
在宇宙中，黑洞的存在十分普遍，它們之間的碰撞也是常態。眾多星系中心往往潛藏著龐大的黑洞或黑洞群，這些黑洞隨著星系的運動不斷發生碰撞並融合，最終匯聚成質素驚人的超級黑洞。
黑洞碰撞不同於恒星或星系的碰撞，雖然持續時間短暫，但在極短時間內卻能釋放出數億元甚至數兆恒星的亮度。這種極端的天文現象極為罕見，為我們提供了獨特的視角來探索宇宙的奧秘。
自2015年人類首次透過LIGO探測到兩顆黑洞合並以來，我們已觀測到多起黑洞碰撞事件。其中，規模最大的一次發生在兩大黑洞之間，它們的質素分別約為85個和66個太陽質素。這次碰撞後，形成了一個質素約150個太陽質素的黑洞。這是目前我們所知的最大規模的黑洞碰撞事件。
值得註意的是，黑洞合並時會有能量損失，但與其巨大的質素相比，這種損失幾乎可以忽略不計。
黑洞的碰撞，是超級能量體間的激烈碰撞，其釋放的能量穿越時空，傳達著宇宙的神秘資訊。這些資訊不斷加深我們對宇宙的理解，逐步揭示其奧秘。簡而言之，黑洞的碰撞是宇宙間能量的交匯，為我們揭示了更多宇宙的秘密。
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