以下文章来源于原理 ，作者不二北斗 原理 . 科学，照亮黑暗的蜡烛。 不同的是，十年过去了。随着探测技术的飞跃进展——尤其是对仪器噪声的极大压制——GW250114的信号比当 年的首次探测清晰得多。 研究人员在分析完GW250114信号后，得出了两个意义非凡的结论： 它 不仅证实了并合黑洞的性质与克尔 （Kerr）黑洞的性质一致，还验证了霍金在半个世纪前提出的黑洞面积定理 。 2015年9月14日，人类首次直接探测到双黑洞并合引力波事件GW150914，开启了引力波天文学的新纪元。 十年来，LIGO、Virgo与KAGRA （LVK） 通过抑制激光干涉仪中的经典与量子噪声，大幅提升了探测灵敏 GW250114，这串代码中的"GW"代表了时空的涟漪——引力波，而数字则记录下它抵达地球的日期：2025年1月 14日。 这个引力波事件，与十年前LIGO （激光干涉引力波天文台） 第一次探测到的引力波事件GW150914有着惊人的相 似之处：它们都是来自约13亿光年之外的黑洞并合，且黑洞的质量也都在太阳质量的30到40倍之间。 度，如今已能平均每三天观测到一次黑洞并合事件。迄今为止，LVK共探测到约300例黑洞并合， ...

项目背景与意义 - 原初引力波探测被公认为重大基础科学前沿 是检验宇宙起源理论的关键实验 [8] - 原初引力波产生于宇宙诞生之初 承载宇宙诞生的核心秘密 是宇宙暴胀时期的时空量子涨落产生的遗迹 [10] - 探测原初引力波可帮助理解宇宙起源 检验暴胀 反弹等宇宙理论 [10] - 全球共有3个原初引力波探测实验基地 阿里站是北半球首个高海拔基地 填补中国在该领域空白 [15] 技术突破与设备性能 - 阿里原初引力波一号望远镜是同类型中有效口径最大 通光量最大 可容纳探测器数量最多的望远镜 多项性能国际领先 [16] - 望远镜采用低温超导探测器等尖端技术 推动中国在先进高灵敏度探测技术 低温读出电子学等领域发展 [16] - 实验实现多项关键技术突破 对原初引力波科学 低温超导探测器研制 CMB数据分析等领域起重大推动作用 [16] - 望远镜成功获取月球和木星辐射的150吉赫兹频段清晰图像 标志中国在该领域迈出关键一步 [8][15] 建设历程与国际合作 - 2014年提出中国首个原初引力波探测实验AliCPT 2016年底正式启动 2017年3月观测站基建动工 [11] - 观测站位于西藏阿里地区海拔5250米山顶 占地面积5000平方米 建筑面积800平方米 [12][15] - 项目由中国科学院高能物理研究所牵头 联合国内外16家科研机构开展国际合作 [17] - 二期计划已提上日程 将对望远镜升级并增加探测器数量 部署低频望远镜 [17] 环境挑战与选址原因 - 选址阿里因大气透明度高 水汽含量低 能清晰捕捉原初B模式偏振信号 [13] - 施工面临高海拔缺氧 强烈紫外线 极端大风 极低气温等挑战 施工季仅每年5月至10月 [13][14] - 科研人员需背负便携式吸氧机工作 平原地区简单工作在此需数倍时间和体力 [6][14]

核心观点 - 搜狐创始人张朝阳与剑桥大学教授汤大卫进行近三小时物理对话 覆盖经典力学 电磁学 相对论 量子力学等领域 强调基础科学传播的重要性 并主张利用互联网作为公共教育工具 [1][3][11] 经典物理 - 牛顿力学创立过程存在秘辛 牛顿曾将运动定律与万有引力定律成果尘封二十年 直到哈雷登门拜访才面世 牛顿第二定理通过方程两边质量相消揭示引力普适性 [4] - 流体力学中纳维-斯托克斯方程曾因忽略粘性项被误认为飞机不能飞 1905年普朗特发现粘性项导致机翼边界层内湍流和梯度效应叠加产生升力 粘性项是飞机起飞核心而非机翼形状 [5] - 夸克-胶子等离子体运动也能用流体力学描述 该方程被视为宇宙通用语言 英国物理系普遍忽视流体力学教学是巨大遗憾 [5] 场论革命 - 电磁学发展是理论突破典范 法拉第提出场概念 麦克斯韦整合电磁场方程预言光速恒定 为相对论铺路 麦克斯韦方程组4条方程加1条洛伦兹力方程描述全部电磁相互作用 百年未变 [6] - 量子力学框架由海森堡1925年创立 矩阵力学成为主流表述形式 精髓在于离散性即束缚态分立能级 而非薛定谔的猫等出圈词汇 [7] - 量子场论曾面临无穷大相互作用难题 导致玻尔设想推翻能量守恒 海森堡考虑打破空间连续性 二战后才逐步攻克 缪子反常磁矩问题去年取得进展 格点QCD计算结果与实验值小数点后第9位完美吻合 [7] 宇宙之谜 - 广义相对论中任一时空点小邻域可近似为平直时空或匀加速时空 但无法通过全局调整将引力变成加速度 因相邻点可能感受不同加速度 [8] - 2015年引力波发现是本世纪最伟大科学突破 源于两个30倍太阳质量黑洞合并 黑洞需绕行数十亿年靠引力波消耗能量才可合并 若发现数百倍太阳质量黑洞则预示新物理规律 远小于太阳质量黑洞必源于宇宙大爆炸 [8] - 银河系有百亿颗恒星 全宇宙有千亿个星系 类太阳系结构普遍存在 物理学家从概率角度认为宇宙应存在外星生命 但生物学家认为生命形成需极低概率巧合事件 [8][9] - 外星生命与地球距离极其遥远 因宇宙均匀性只体现在百万光年尺度 外星人或UFO抵达地球可能性微乎其微 时空尺度限制让星际造访几乎不可能 [9] 科学推广 - 汤大卫教授讲义在个人网站收获百万点击量 但科普比教学更具挑战性 因必须使用比喻 物理是数学的语言 霍金在《时间简史》中坚持放入公式E=MC2 结果成为畅销书 [10] - 科学本质是数学与计算结合 科普不必回避公式和深度 科学教育必须注入严谨数学思维 《张朝阳的物理课》以硬核推导为特色 用数理公式研算万物规律 成为火爆全网知识IP [10][11] - 互联网时代让知识传播更平等 物理学家可在个人社交平台发布研究成果 利用互联网作为公共教育工具 让大众参与讨论交流 建议年轻人更多参与社交成为关键意见领袖 [3][11]

研究背景与核心发现 - 中国科学院上海天文台科研团队首次发现双黑洞并合事件可能发生在第三个致密天体附近 这一突破性进展为揭开双黑洞形成机制提供全新线索 [1] - 自2015年人类首次探测到引力波以来 国际引力波探测联合机构已探测超过100次引力波事件 其中绝大多数来自双黑洞并合 [1] - 2018年该团队首次提出由超大质量黑洞和绕其运行的恒星质量双黑洞组成"三人组"系统的科学设想 该模型已被国际LISA计划及中国空间引力波探测计划列为重点研究对象 [1] 具体案例研究 - 研究团队聚焦引力波事件GW190814 该事件中两个黑洞质量相差近10倍 质量悬殊特征暗示可能存在第三致密天体影响 [2] - 双黑洞在第三致密天体附近并合时会产生视向加速度 通过多普勒效应改变引力波频率并在信号中留下独特印记 [2] - 团队构建包含视向加速度的引力波波形模板 对多个高信噪比双黑洞事件进行分析 数据显示GW190814事件存在视向加速度的证据 [2] 学术价值与意义 - 这是国际上首次在双黑洞并合事件中发现第三致密天体存在的明确迹象 表明双黑洞可能形成于更复杂的引力系统 [2] - 研究成果于8月1日发表在国际学术期刊《天体物理杂志快报》 对揭示双黑洞形成通道具有重要价值 [1][2]

研究背景与发现 - 自2015年以来国际引力波探测联合机构已探测超过100次引力波事件，其中绝大多数来自双黑洞并合 [2] - 中国科学院上海天文台团队首次发现双黑洞并合事件可能发生在第三个致密天体附近，成果发表于2025年8月《天体物理学杂志快报》 [2] 理论假设与研究对象 - 2018年研究团队提出科学设想：超大质量黑洞与绕其运行的恒星质量双黑洞组成"三人组"，双黑洞在引力作用下轨道缩小并发射引力波 [2] - 研究聚焦引力波事件GW190814，其双黑洞质量相差近10倍，质量悬殊组合可能是受第三个超大质量黑洞引力影响的结果 [2] 研究方法与关键证据 - 双黑洞绕第三个天体运动会产生视向加速度，通过多普勒效应改变引力波频率并在信号中留下独特印记 [3] - 团队构建包含视向加速度的引力波波形模板，分析证实GW190814事件数据强烈支持存在视向加速度 [3] 研究意义 - 这是国际上首次在双黑洞并合事件中发现第三个致密天体存在的明确迹象 [4]

双黑洞研究突破 - 中国科学院上海天文台科研团队首次发现双黑洞并合事件可能发生在第三个致密天体附近，为双黑洞形成机制提供新线索 [1] - 研究成果于2025年8月1日发表于《天体物理杂志快报》，突破性进展涉及双黑洞与超大质量黑洞组成的"三人组"系统 [1] 引力波探测背景 - 自2015年首次探测引力波以来，国际机构已记录超100次引力波事件，其中多数源自双黑洞并合 [1] - 2018年韩文标团队提出"超大质量黑洞+恒星质量双黑洞"的三体系统理论，被LISA和中国空间引力波计划列为重点研究对象 [1] GW190814事件分析 - 引力波事件GW190814中两黑洞质量相差近10倍，异常比例可能源于第三致密天体（超大质量黑洞）的引力干扰 [2] - 团队通过构建含视向加速度的波形模板，首次在GW190814数据中发现第三致密天体存在的多普勒效应证据 [2] - 该发现表明双黑洞可能形成于复杂引力系统，而非孤立环境，对理解其演化路径具有里程碑意义 [2]

引力波探测新发现 - 国际引力波探测联合机构自2015年以来已探测超过100次引力波事件，其中绝大多数来自双黑洞并合 [2] - 中国科学院上海天文台团队首次发现双黑洞并合事件可能发生在第三个致密天体附近，成果发表于《天体物理学杂志快报》 [2] 双黑洞系统研究 - 2018年提出科学设想：超大质量黑洞与绕其运行的恒星质量双黑洞组成"三人组"，引力作用导致双黑洞轨道缩小并发射引力波 [2] - 引力波事件GW190814中两个黑洞质量相差近10倍，这种悬殊组合可能是与超大质量黑洞相互作用的结果 [2] 观测技术突破 - 双黑洞绕第三个天体运动产生的视向加速度会通过多普勒效应改变引力波频率，在信号中留下独特印记 [3] - 团队构建包含视向加速度的引力波波形模板，分析证实GW190814事件存在视向加速度 [3] 科学意义 - 这是国际上首次在双黑洞并合事件中发现第三个致密天体存在的明确迹象 [4]

黑洞合并事件发现 - 国际合作团队借助LIGO探测到迄今最大质量的黑洞碰撞合并事件GW231123 [1] - 两个黑洞质量分别约为太阳质量的100倍和140倍 合并后形成225倍太阳质量的黑洞 [1] - 黑洞自旋速度极快 约每秒40次 接近广义相对论预测的极限 [1] - 该发现对理解宇宙中黑洞成长方式具有重要意义 [1] 黑洞分类与研究 - 黑洞按质量分为三类：恒星级黑洞(几倍到100倍太阳质量) 超大质量黑洞(百万倍太阳质量以上) 中等质量黑洞(介于二者之间) [2] - GW231123事件涉及的两个黑洞质量接近或超出恒星级黑洞区间 其形成不能完全用恒星超新星爆发机制解释 [2] - 一种可能的解释是这两个黑洞由早期较小黑洞分级合并形成 这种合并会增加黑洞自旋速度和质量 [2] 引力波探测进展 - 自2015年LIGO首次探测到引力波以来 已观测到数百次黑洞或中子星合并事件 [1] - 此次发现由LIGO-Virgo-KAGRA合作组在GR-Amaldi会议上宣布 [1] - Virgo是欧洲"处女座"引力波探测器 KAGRA是日本神冈引力波探测器 [1]

黑洞合并事件GW231123 - 科学家探测到有记录以来规模最大的黑洞合并事件，位于100亿光年以外的两个黑洞合并形成了一个质量约为225倍太阳质量的黑洞 [1] - 美国激光干涉引力波天文台（LIGO）于2023年11月23日捕捉到这次黑洞合并事件，两个探测器探测到黑洞合并产生的引力波特征 [1] - 发生碰撞的两个黑洞质量分别为太阳的103倍和137倍 [1] 引力波探测技术 - LIGO两个探测器检测到的引力波特征显示这是迄今为止观测到的最大规模黑洞合并事件 [1][3] - 当引力波信号到达地球时已经变得非常微弱，是能测量到的最微弱的现象 [3] - LIGO在2015年首次探测到引力波，被称为"时空的涟漪" [3] 黑洞形成理论 - 发生合并的两个黑洞旋转速度非常快，接近天体的理论极限 [3] - 这些黑洞质量很大，不可能直接由老化的恒星坍缩形成，可能是过去较小黑洞合并的产物 [3] - 天文学家普遍认为恒星坍缩无法产生一个质量约在50到130倍太阳质量之间的黑洞 [3] 观测历史与技术进步 - 在GW231123之前，科学家探测到的最大规模黑洞合并事件是2021年的GW190521，产生了一个质量约为140倍太阳质量的黑洞 [4] - 这次事件将仪器和数据分析能力推向当前可能达到的极限 [4] - LIGO、意大利"处女座"引力波探测器和日本神冈引力波探测器形成LVK合作组织，累计探测到约300次黑洞合并 [3] 后续研究计划 - 完全解析GW231123信号和LIGO探测到的其他信号还需要时间，可能需要数年时间 [5] - 研究团队正在改进分析方法和理论模型 [5]

黑洞合并事件GW231123 - LIGO于2023年11月23日捕捉到破纪录的黑洞合并事件GW231123，涉及质量分别为140倍和100倍太阳的黑洞合并，产生225倍太阳质量的超级黑洞 [1] - 此次事件挑战现有恒星演化理论，科学家推测这两个黑洞可能由更早时期的小型黑洞合并形成 [1] - 此前最重黑洞合并纪录是2021年GW190521事件，最终黑洞质量为140倍太阳质量 [1] LIGO-Virgo-KAGRA合作组织进展 - LIGO于2015年首次探测到引力波，随后与意大利"处女座"和日本神冈探测器组成LVK合作组织 [1] - 在2023年5月至2024年1月的第四次观测运行中，科学家记录到200多次黑洞合并事件 [1] - 自2015年以来累计观测到约300次黑洞合并 [1] 科学意义与技术挑战 - 此次合并事件中黑洞自转速度接近爱因斯坦广义相对论预测极限，对探测技术和理论模型提出严峻挑战 [2] - LIGO执行主任指出引力波是研究黑洞本质的独特窗口 [2] - 研究团队预计需数年时间完全解析该复杂信号，正在改进分析方法和理论模型 [2] 学术交流计划 - 该发现将于2025年7月14日至18日在英国格拉斯哥举行的第24届广义相对论与引力国际会议上正式发布 [2] - 科学界或将围绕黑洞形成机制展开新一轮讨论 [2]