【本報墨爾本訊】澳洲國立大學(ANU)和蒙納殊大學(Monash University)的天文物理學家,已經成為全球引力波研究團隊的一員,該團隊觀測到2025年1月14日發生於約 13 億光年外的雙黑洞合併事件(每個黑洞的質量是太陽的30到40倍)並取得迄今為止「最清晰、最強音量」的引力波信號,為史蒂芬·霍金在1971年提出的黑洞只能增大而不能縮小的理論提供了有力的實驗支持。
這宗名為 GW250114 的黑洞碰撞事件,來自兩顆質量約為太陽 30 至 40 倍的黑洞互相繞行,最終於毫秒級時間內合併成為一顆新的黑洞。
該研究的澳洲主要作者之一、澳洲國立大學研究員Neil Lu說,此次研究中,澳洲研究者不僅重新計算了撞擊前後黑洞的「事件視界面積」還首次在地震般「黑洞振鈴」(ringdown)訊號中,清晰識別出多個高階諧振頻率(overtone),這是這次資料品質優異的一大標誌。
Neil Lu說,原先兩顆黑洞的總面積約為 240,000 平方公里,而合併後的新黑洞面積則達到了約 400,000 平方公里,這證實了霍金面積定理──黑洞視界的面積只會增加、絕不會縮小。
蒙納殊大學的Teagan Clarke博士指出,這次觀測資料的品質,是目前為止「聽到的最強最乾淨」黑洞振鈴聲。由於儀器靈敏度的大幅提升,再加上新型分析技術與全球資料共享平台的進步,研究者得以把理論預測與實際測量比對得更加精密,這項結果代表十年來「引力波天文學「從理論預測到精密實測的跨大步伐,從 2015 年第一個 GW150914 訊號的偵測,到現在能夠識別黑洞合併後的高階振動諧波,研究者對黑洞物理的理解正從粗略估算進入精密測量的新時代。
ANU的Susan Scott教授說,這讓我們更確信,黑洞雖然看似「極簡模型」但在合併與振動過程中,卻能夠展示物理學中「簡潔與混沌共存」的驚奇面貌。
這起黑洞碰撞是由全球LVK Collaboration所偵測,澳洲則通過研究資源與OzGrav(澳洲卓越引力波發現中心)參與整體資料分析與模型驗證工作。
這次成功觀測也標誌著OzGrav與國際團隊緊密合作、鞏固了其在全球引力波天文學領域中的地位,也為未來世代的科學家開創了新一輪觀測與理論研究的機遇。(子力)
