时空结构中的波纹为黑洞的形状提供了新的线索

黑洞是宇宙中最迷人的物体之一。

在它们的表面，被称为“事件视界”，重力如此之强，以至于连光都无法逃离它们。

通常情况下，黑洞是安静的、沉默的生物，吞食任何离它们太近的东西；然而，当两个黑洞碰撞并融合在一起时，它们产生了宇宙中最灾难性的事件之一:在几分之一秒内，一个高度变形的黑洞诞生了，并在它稳定到最终形态时释放出巨大的能量。

这种现象给了天文学家一个独特的机会来观察快速变化的黑洞，并探索最极端形式的重力。

尽管碰撞的黑洞不会产生光，但天文学家可以观察到从它们反射回来的引力波——空间和时间结构中的波纹。

科学家推测，碰撞后，残余黑洞的行为是理解重力的关键，应该被编码在发射的引力波中。

在发表在《通信物理》（自然）杂志上的一篇文章中，由奥兹格拉夫校友胡安·卡尔德龙·布斯蒂洛教授领导的一个科学家小组——现在是加利西亚高能物理研究所（西班牙圣地亚哥·德孔波斯特拉）的“拉·凯萨少年领袖——玛丽·居里研究员”——揭示了引力波是如何编码融合黑洞在最终形成时的形状的。

佐治亚理工学院（美国）的研究生和合著者克里斯托弗·埃文斯说:“我们使用超级计算机进行了黑洞碰撞的模拟，然后将残余黑洞快速变化的形状与它发出的引力波进行了比较。

我们发现，这些信号远比通常认为的更加丰富和复杂，这让我们能够更多地了解最终黑洞形状的巨大变化。

来自碰撞黑洞的引力波是被称为“啁啾”的非常简单的信号。

当两个黑洞相互靠近时，它们发出频率和振幅不断增加的信号，表明轨道的速度和半径。

根据卡尔德隆·布斯蒂洛教授的说法，“随着两个黑洞越来越快地靠近，信号的音高和振幅会增加。

碰撞后，最终的残余黑洞发出一个具有恒定音高和衰减幅度的信号——就像钟声一样。

”当从顶部研究碰撞时，这个原理与迄今为止所有的引力波观测一致。

然而，研究发现，如果从最终黑洞的“赤道”观察碰撞，会发生完全不同的情况。

“当我们从黑洞的赤道观察黑洞时，我们发现最终的黑洞会发出更复杂的信号，在它死亡之前，音高会上下波动几次，”卡尔德隆·布斯蒂洛教授解释说。

“换句话说，黑洞实际上鸣叫了几次.“

研究小组发现，这与最终黑洞的形状有关，它的作用就像一种引力波灯塔。

“当两个原始的‘母’黑洞大小不同时，最终黑洞最初看起来像一个栗子，一边有一个尖点，另一边有一个更宽、更光滑的背面，”巴斯迪洛说。

“事实证明，黑洞通过其最弯曲的区域发出更强烈的引力波，这些区域是围绕其尖端的区域。

这是因为残余黑洞也在旋转，它的尖点和背面反复指向所有观察者，产生多重啁啾。