黑洞的扭曲速度比任何观测到的都要快 100 亿倍。
研究巨大黑洞碰撞后果的研究人员可能已经证实了一个世纪前阿尔伯特爱因斯坦预测的引力现象。
根据今天（10 月 12 日）发表在《自然》杂志上的一项新研究，这种现象被称为岁差，类似于有时在旋转陀螺中看到的摆动运动——发生在两个古老的黑洞时碰撞在一起并合二为一。随着两个巨大的物体旋转得更近，它们在被称为引力波的时空结构中释放出巨大的涟漪，这些涟漪在宇宙中向外涌动，将能量和角动量从合并的黑洞中带走。
科学家们在 2020 年首次使用美国的激光干涉引力波天文台 (LIGO) 和意大利的 Virgo 引力波传感器探测到这些从黑洞发出的波。现在，经过多年研究波动模式，研究人员已经证实其中一个黑洞正在疯狂旋转，达到了前所未有的程度。
旋转的黑洞比以前观察到的任何黑洞都快 100 亿倍，这极大地扭曲了空间和时间，以至于两个黑洞都在它们的轨道上摆动或进动。
研究人员已经观察到从纺锤形顶部到垂死恒星系统的所有物体的进动，但从未在像双黑洞系统这样巨大的物体中观察到，其中两个宇宙真空吸尘器围绕一个共同的中心运行。 然而，爱因斯坦的广义相对论在 100 多年前就预言，进动应该发生在像双黑洞这样大的物体中。 现在，研究作者说，这种罕见的现象首次在自然界中观察到。
“我们一直认为双黑洞可以做到这一点，”主要研究作者、英国卡迪夫大学重力探索研究所所长马克汉纳姆在一份声明中说。 “自从第一次引力波探测以来，我们一直希望能找到一个例子。我们不得不等待五年，进行了 80 多次单独的探测，但终于有了一个！”
所讨论的黑洞的质量是太阳的许多倍，两者中较大的一个估计约为 40 个太阳质量。研究人员在 2020 年首次捕捉到双星对的风，当时 LIGO 和处女座探测到了两个黑洞碰撞释放的引力波爆炸。该团队将这次碰撞命名为 GW200129，以纪念其发现日期（2020 年 1 月 29 日）。
从那以后，其他科学家仔细研究了最初的引力波数据，发现了关于这次史诗般碰撞的更奇怪的秘密。 （虽然因为科学家们只有引力波可以继续，没有直接观测，他们无法确定黑洞的精确位置）。
例如，在 2022 年 5 月，一组研究人员计算出两个黑洞之间的合并既巨大又不平衡，引力波从一个方向爆炸，而新合并的黑洞很可能被“踢”了以超过 300 万英里/小时（480 万公里/小时）的速度以相反的方向离开其母星系。
《自然》杂志的这项新研究表明，这两个黑洞在猛烈合并之前存在着混乱的关系。随着两个巨大的物体在越来越近的轨道上相互拉扯，它们开始像醉酒的陀螺一样摇晃，每秒进动数次。根据研究作者的说法，这种进动效应估计比任何其他测量的都要快 100 亿倍。
这些发现证明了爱因斯坦的正确性，他预测这种效应在宇宙中的一些大型物体中是可能的。但结果也提出了一个问题，即像这样的摇摆不定的黑洞合并是否像曾经想象的那样罕见。
研究报告的合著者、卡迪夫大学的研究员查理霍伊说：“这个双星中较大的黑洞，其质量大约是太阳的 40 倍，旋转速度几乎与物理速度一样快。”现在在英国朴茨茅斯大学。“我们目前关于二进制如何形成的模型表明这种情况极为罕见，可能是千分之一。或者这可能表明我们的模型需要改变。”