宇宙大事件（13）两颗黑洞合并会发生什么？宇宙中所有的恒星都会黯然失色！

今天我们继续宇宙大事件系列节目，来聊一下黑洞的碰撞。按照黑洞的质量大小，天文学家们将黑洞分成了四类，一是微型黑洞，它们的质量都比较小，目前还处于理论阶段，也有科学家认为这种黑洞只能在宇宙大爆炸初期形成，但早就蒸发完毕并发生爆炸了，对这种黑洞还需要更多的理论和观测证据；二是恒星黑洞，这种黑洞是大质量恒星在晚年由于引力坍缩而形成的，一般质量是都是太阳的几倍到几十倍；三是中等质量黑洞，它们的质量一般是太阳的几十倍到10万倍，这种黑洞的数量比较少；最后一种黑洞是超大质量黑洞，它们的质量从几十万倍到上百亿倍太阳质量，大多数星系的中心位置上都有一个超大质量黑洞，它们使星系保持稳定，并像吸尘器一样将周围的气体、尘埃或恒星中的部分物质吃进自己的肚子。

目前已经发现的黑洞质量都比较大，恒星黑洞的质量大原因很容易理解，它们在成为黑洞之前都是质量在20倍太阳以上的恒星，当它们内部的核聚变反应结束后，由于内核的质量超过了3.2倍太阳质量，所以没有什么力量能够与万有引力相抵抗，在引力的主宰之下无限探索，成为一颗黑洞，如果把黑洞比作肥胖的天体的话，那恒星黑洞的成因应该属于婴儿肥。

中等质量黑洞的成因也不是特别清楚，它们不太可能是大质量恒星直接坍缩形成的，一种可能的形成原因是与其它的致密天体，如如中子星和黑洞的合并。星系中心的超大质量黑洞肥胖的部分成因是一口一口把自己吃成胖子的。一般认为，超大质量黑洞的种子形成于宇宙初期，这些黑洞的质量从普朗克质量到极高的质量不等，其中部分黑洞因为引力大，在岁月的长河中吸收了大量附近的气体和尘埃，越来越重，而且还发生了很多次黑洞的碰撞和合并。

第一次听到“黑洞碰撞”或合并这个概念时，人们会很自然地联想到两个互相靠近的黑洞向着对方迅速奔去，然后迎头相撞的场面，这样的合并情况是不太可能发生的，更常见的情况是，两个黑洞距离不算特别远，而且它们都有一定的速度，但是它们的速度都不足以让自己完全摆脱相互之间的引力作用。比如，在一个双星系统中，原来有两颗大质量恒星，它们在结束核聚变后都变成了黑洞，从而演变成了一个双黑洞系统。最初它们只是在轨道上彼此绕转，上演一出二人转，然后距离越来近，很多很多年后最终合并成为一个黑洞。

关于黑洞合并，最显著的证据就是引力波。为了把故事讲的清楚透彻，咱们这里还得插播一些关于引力波的内容。很多科普节目中，都把引力波称为“时空的涟漪”，涟漪[lián yī]这个词诗情画意，古代许多诗人都用这个词作过诗，但其实还挺生僻的，它出自于诗经，形容被风吹起的水面波纹，我们可以类似地把引力波比作物体对时空的扰动。引力波以“波”的形式传播时空结构的变化。当引力波经过时，时空结构会发生变形，或收缩或扩张，并按照“纵向扩张横向收缩”、“复原”、“横向扩张纵向收缩”、“复原”的顺序不断重复。当引力波经过我们的身体时，我们会周期性地一会儿变高变瘦，一会儿变胖变矮。