“吃豆人”游戏竟然能解释黑洞如何互相吞噬？

在《物理评论快报》发表的一项研究揭示了黑洞是如何融合在一起的，在此之前这仍然是个谜。这篇论文指出，这些黑洞间的融合来自于每个黑洞周围产生的吸积盘，它让两个黑洞互相合并。并且，一个刚刚吞并完成的新的“大黑洞”也会以相同的方式吞并其他的“小黑洞”，这也就是Richard O’Shaughnessy在研究中把它描述成“吃豆人”一样的行为。

“这次研究以独特视角解释了关于宇宙的中心如何膨胀、生长” O’Shaughnessy在一份报告中这样说道，他同时是美国罗彻斯特理工大学的助理教授，“这对理解整个宇宙如何膨胀是至关重要的，而且又可以解释大部分宇宙中的天体结构问题。”

当LIGO激光干涉引力波观测台和Virgo处女座引力波干涉仪在寻找更多的由于两个黑洞间的合并而产生引力波时，这个可爱的、圆圆的电子游戏角色竟然似乎可以解释为什么这些黑洞间的合并会发生。

图：吃豆人，黑洞的榜样？

“吃豆人”于1980年首次亮相，这个游戏的主要内容是这个空心黄色小球在迷宫中行走，吃掉更小的小球。当玩家吃掉能量药丸时，小怪兽们会短暂地昏厥，这时吃豆人可以反过来吞掉小怪兽。

黑洞的行为也与滚球游戏Katamari Damacy有相似之处，玩家必须将物体像滚雪球一样越滚越大，才能创造出更大的球，并捕捉到更大的物体。

研究小组解释说，黑洞通过吸积盘相互合并。吸积盘是超大质量的黑洞使气体、恒星和尘埃等物质形成并开始围绕它旋转的地方。当一个黑洞在吸积盘中被捕获时，它会向这个黑洞的中心移动，形成一个更大的黑洞并最终吞噬其他黑洞。

到目前为止，科学家们已经观测并确认了来自10个不同黑洞合并形成的引力波。这主要是由于Virgo处女座引力波观测台和激光干涉引力波观测天文台的功劳（后者也通常被称为LIGO），这两座观测台首次探测到了中子星的碰撞。

图：黑洞

有史以来最大的黑洞合并为研究人员提出了问题，因为它似乎违背了现有的规则和模拟结果。事实是，在规模更大的合并中，其质量和旋转速度都远高于此前的预估。

这篇最新论文背后的研究小组对他们的理论进行了模拟。他们现在希望找到更多的黑洞合并，并且通过模拟来看看他们的假设是否正确，这可以巩固他们现有的理论。

O’Shaughnessy教授说：“对于我们这些在这一领域工作的人来说，这是一个非常诱人的前景。它提供了一种自然的方法来解释高质量、高速自转的一对黑洞合并，并在参数空间中将这些黑洞演示出来，而其他模型则无法做到这点。并且没有办法从这些其他的组成基础中得到这些确定种类的黑洞。”

多亏了一个神奇的小像素点的工作，现在我们可以更好地理解我们的宇宙了。

下面是关于论文研究的摘要：

LIGO/Virgo发现的恒星质量黑洞合并的起源仍然未知。在这里我们发现，如果活动星系核（AGNs）的吸积盘中形成迁移陷阱并促进它俘获的黑洞的合并，在吸积盘中的黑洞的一大部分将经历分层合并——其中一个黑洞是先前合并的残余。LIGO/Virgo探测到的AGN辅助的黑洞合并中，有40%的合并包括了一个质量大于等于50个太阳质量的黑洞，也就是恒星核崩塌的最大极限质量。

AGNs辅助的分层合并将表现为黑洞自旋（反）对准二元轨道轴，这是它的独特属性，与其他的层次结构尽然不同。研究结果表明[虽然目前尚未确定（检验OR值为1）,LIGO迄今为止观测到的最大规模的黑洞合并GW170729可能来自这个渠道。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.inverse-Mike Brown-米兰主教练德罗西

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