50次引力波事件揭示了关于宇宙的哪些信息

天文学家在2019年观察到39个宇宙事件，这些事件在6个月的时间里释放出引力波-速度超过每周一次。10月28日发表的一系列论文中描述了这笔赏金，它展示了自2015年首次发现以来，探测到这些涟漪(通常是由两个黑洞合并而成)的天文台是如何大幅提高了灵敏度的。不断增长的数据集正在帮助天文学家绘制出这样的事件在宇宙历史上发生的频率。

引力波是时空结构中的涟漪，由加速的质量释放，特别是当两个大质量物体螺旋形相互融合时。它们的详细性质为阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论提供了无数的测试，包括迄今为止证明黑洞存在的一些最有力的证据。通过引力波，天文学家获得了一种观察宇宙的新方法，仅次于电磁波和宇宙射线。

最新发布的数据描述了激光干涉仪引力波天文台(LIGO)-位于华盛顿州汉福德和路易斯安那州利文斯顿的一对双子探测器-和位于意大利比萨附近的欧洲处女座(Virgo)第三次观测运行中观察到的事件。这是该合作的第二个事件目录，此前在2018年12月发布的一个目录描述了他们的前11次发现。总而言之，观测网现在已经观测到了50次引力波事件(参见“宇宙碰撞”)。

大多数事件都是两个黑洞的合并。探测器还发现了两颗中子星之间的少数碰撞，以及至少一颗中子星和一个黑洞的合并。涉及中子星的合并对天体物理学家特别感兴趣，因为它们预计会释放普通光和引力波，这在2017年8月看到的中子星合并中得到了证实。目录中的几个最壮观的事件已经在报纸上描述过了。其中包括迄今最大的一次黑洞合并和最“不平衡”的合并--两个质量截然不同的黑洞相撞。

一个令人惊讶的发现是在合并过程中涉及的大量黑洞。天体物理学家预计会有一个急剧的截止点，没有超过太阳45倍的黑洞。位于伊利诺伊州埃文斯顿的西北大学LIGO研究员玛雅·菲什巴赫(Maya Fishbach)说：“现在我们发现它不那么锐利了。”该目录包括三个质量异常的事件，其中包括9月份宣布的一个质量为85个太阳质量的黑洞。

丰富的数据现在使LIGO-Virgo研究人员能够粗略估计一个普通星系发生黑洞合并的速度。菲什巴赫说，这一速率似乎在大约80亿年前达到了顶峰，在此之前的一段时间里，恒星正在以特别高的速率形成-其中一些后来变成了黑洞。

该星表还提供了有关黑洞如何旋转的信息，这是理解这些物体在合并前是如何进入彼此轨道的关键。它表明，在一些双星系统中，两个黑洞的旋转轴不对齐，这意味着它们是分开形成的。但许多其他双星似乎具有大致对齐的旋转轴，这是天体物理学家在这两个黑洞开始作为双星系统时所预期的。菲什巴赫说，天体物理学中的两个学派都支持这两种情况中的一种，但现在看来这两种情况都是正确的。