黑洞合并前必然处于运动的状态，否则它们无法越来越近。当它们的距离近到一定程度，引力和角动量会使它们互相绕着彼此运行，于是就会产生引力波，而引力波则会持续带走这个双黑洞系统的轨道能量 。随着时间的流逝，轨道能量持续被引力波带走，两个天体就会越靠越近。当它们靠得越近时，围绕彼此运行的速度就会越快，而随着越来越大的加速度，辐射出的引力波就会更强，于是就会带走更多的轨道能量。两个黑洞注定会越来越近，越来越快，最终不可避免的是碰撞，在碰撞时会产生强大的引力波，这种强大的引力波就会带走两个黑洞的一部分巨大能量，能量是由质量转化而来的，因此两个黑洞合并后，它们必然会损失质量。由爱因斯坦的广义相对论指出并被科学观测所证实，引力会引起时空弯曲，时空的弯曲结构取决于物质的能量密度、动量密度在时空中的分布，而时空的弯曲结构又反过来决定物体的运动轨道。引力波则是时空弯曲中的涟漪，通过波的形式从辐射源向外传播，这种波以引力辐射的形式传输能量。1916年，爱因斯坦在他的广义相对论中预言了引力波的存在。爱因斯坦的数学表明，大质量的加速运动的物体 将会破坏时空的结构，使得扭曲的空间的波浪从源头向外辐射。
两个黑洞碰撞，为什么会释放出引力波？
如果狭义相对论让爱因斯坦成为历史物理学家；那么，广义相对论就是他的“神化”。毕竟，如果没有广义相对论对前沿物理的干预，我们的整体科技水平可能会倒退一百年左右。广义相对论中有无数的预言，现在都被证实了。神秘的黑洞，宇宙中无处不在的引力波，解释宇宙起源的大爆炸理论等等。
可以说，所有这些都证明了爱因斯坦的远见卓识。而且，爱因斯坦还指出，如果两个大型黑洞相撞，它们会释放出密度极高、频率极快的“引力波”。2017年，来自美国的美国宇航局研究人员观察到银河系周围两个黑洞的变化，因此他们探测到了引力波的信号。
我们需要知道什么是引力波。在经典力学时期，人类的认知主要局限在接近自身尺度的宏观范围内。在这个范围内，空间的影响可以忽略不计。类似于在公园散步，我们感受不到空气的阻力。而且人类的认知已经从原来的神的世界变成了权力的世界。所以按照当时的机械世界观，每一个物体都被认为是相对独立自由的。
它们之间的关系仅限于力的作用。因此，牛顿根据过去观察到的行星运动数据，总结出万有引力定律。他认为两种物质之间的力超越距离，与空间无关，只存在于两个物体之间。在处理和分析数据后，科学家们估计了两个黑洞的大小，其中一个可能比我们地球周围的太阳大85倍，另一个比太阳大65倍。
在两者融合的过程中，由于各种反应，质量损失了8倍，最终形成了相当于太阳142倍的黑洞。在这两个黑洞合并的过程中，质量损失相当于太阳质量的8倍，这些质量损失就变成了引力波。引力波，在爱因斯坦的解释中，影响时空质量，导致时空振动。
两个黑洞合并到底需要多久？
黑洞诞生在宇宙诞生后不久。据国外媒体报道，日前有天文学家宣布，最新获取的观测数据显示，那些超大型黑洞可能在宇宙诞生之初便已出现了。而这一新发现是用目前流行的有关星系和巨型黑洞形成的理论所无法解释的。两个相互独立、且均由多名天文学家组成的研究小组成功发现了一些非常遥远的类星体群，并且它们中均包含有体积巨大的黑洞。第一个类星体的编号为SDSSp J1030，距地球约128亿光年，由XMM-牛顿X射线空间望远镜发现。 第二个类星体的编号为SDSSp J1306，距地球127亿光年，由“钱德拉”望远镜发现。通过对这两个类星体发出的射线频谱进行详细分析，天文学家们发现在它们之中均包含有体积庞大的黑洞--质量约为太阳的十亿倍。根据最新的观测研究数据，“大爆炸”发生在距今137亿年前，也就是说宇宙的存在时间已有137亿年。小黑的可以合并成大黑洞？当然，有些科学家也猜测这些大型黑洞可能是由一些体积较小的黑洞合并而成，如果真是如此，那么在宇宙形成后的10亿年中就应出现过1000万个中型黑洞(质量约为太阳的100倍)发生融合的壮观场面。为了弄清楚这些巨型黑洞在宇宙诞生初期究竟是如何形成的，天文学家们计划继续求助于“钱德拉”望远镜，以便找到更为遥远(形成时间也越早)的类星体。能量是由质量转化而来的，因此两个黑洞合并后，它们必然会损失质量。
当黑洞合并时，引力能和内能会发生什么呢?
黑洞和大多数恒星一样，由于引力能(使恒星变小)和恒星内部能(与引力能相反)之间的平衡而保持平衡状态。
无论大小，引力加速度和黑洞视界处的边界逃逸速度对所有黑洞都是一样的。这是黑洞和其他恒星的不同之处之一，它们的边界引力加速度可能是大小的函数。
一旦形成，一个黑洞会随着它获得更多的质量或能量而膨胀，同时它的重力加速度和在史瓦西边界的逃逸速度保持不变。另一方面，一颗正常的恒星会收缩，而它的“表面、引力加速度和逃逸速度都在增加。”
当黑洞合并时，它们的视界边界简单地连在一起。逃逸速度保持不变，所以边界能量之间不存在冲突。这个过程发生得非常快，当合并后的黑洞重获球形对称性时，通过一个非常短暂的引力能脉冲来识别。由于能量被阻止从加入的史瓦西包膜之外逃逸，因此没有伴随的辐射逃逸，无论是可见的还是非可见的。
由于短暂引力波的能量损失，合并后的黑洞的内部能量将比它们最初的总和略小。虽然改造后的黑洞的综合内能与之前的黑洞几乎没有变化，但它的边界逃逸速度和重力加速度却完全保持不变。
黑洞是一种在某些物质消失的时空中自我维持的扭结，它模拟了质量的惯性和引力。如果你以某种方式操纵两个紧靠在一起且静止不动的黑洞，然后松开它们，它们就会落在一起并合并，释放出微小的引力波，整体质量就会守恒。如果你让它们进入彼此环绕的轨道，就会释放出更多的GWs，轨道会衰变，一开始很慢，然后越来越快，在合并前的最后时刻，很大一部分质量会作为GWs被带走。例如，在对引力波的首次观测中，35和30个太阳质量的黑洞合并成一个62个太阳质量的黑洞，其中3个太阳质量的黑洞作为GWs被带走。
关于黑洞内部动力学的数学描述已在先前的文章中提供。对于那些感兴趣的人，我很乐意提供关于黑洞内部动力学的进一步信息
两个黑洞如果发生合并，什么因素决定了谁吞噬谁？
黑洞是大质量不可见天体，被人类观测到，是因为周围围绕着炙热的吸积盘物质以及背后扭曲的星光作为背景。除此以外，用引力波干涉仪可以探测到双黑洞合并的过程。2016年2月11号，美国激光引力波干涉天文台首次探测到一起黑洞合并事件，29个太阳质量的黑洞和36个太阳质量的黑洞合并，产生了61个太阳质量的大黑洞，亏损的4个太阳的质量以引力波的形式辐射到整个宇宙空间，经过了13亿光年的旅程，最后到达了地球。
》那么问题来了，两个黑洞合并，到底是A黑洞掉到B黑洞里，还是B黑洞掉到A黑洞里？
有人说了，难道A黑洞掉到B黑洞里和B黑洞掉到A黑洞里有什么不同吗？那让我们来先看一个黑洞吞噬一颗普通恒星的过程。我们知道在大质量天体演化的最后阶段，经历的超新星爆炸以后，剩下的星核会形成一个中子星。如果中子星的质量大于3个太阳，中子简并压无法抵抗引力，就会溃缩成一个黑洞。
太阳只是一颗黄矮星，在宇宙中比太阳质量大的恒星很多，但是都没有直接溃缩成黑洞。这是因为在恒星内部剧烈的核反应会释放出强大的伽马射线和x射线。正是因为这些射线的辐射压抵抗住了引力引起的向心收缩力。恒星的质量越大，内部的核反应就越激烈，理论上大于150个太阳质量的恒星，其内部的核反应产生的辐射压力会把恒星的质量吹跑。所以恒星也会有质量上限。1个100个太阳质量的恒星靠近一个3个太阳质量的黑洞，合并的过程中是恒星的质量减少，黑洞的质量增加。这是一个恒星向黑洞转移质量的过程。
从逻辑角度，A黑洞向b黑洞转移质量，或是b黑洞向a黑洞转移质量，是相互抵触的。
》根据现有的黑洞理论，黑洞是一个只进不出的饕餮怪兽。除了霍金辐射以外，黑洞没有任何质量回吐的机制。
美国引力波天文台观测到的多起黑洞合并事件，都伴随着合并后黑洞的质量亏损。根据能量守恒，引力波的辐射能量必然来自于其他能量或者是物质的转换。在黑洞没有任何质量回吐机制的情况下，这些能量只能来自于吸积盘的物质以及黑洞的相对引力势能。所以引力波天文台观测到的多起黑洞合并事件，所谓的黑洞质量亏损有疑问。
我们知道黑洞有一个非常奇怪的性质，为了简便讨论，我们用施瓦西黑洞代替所有的黑洞。那就是黑洞的视界半径是和质量成正比的，而引力又和半径的平方成反比。
》然后就是非常经典的结论：黑洞质量越大，密度越小，同时视界附近的重力加速度也越小。
我们知道黑洞是没有质量上限的，15,000亿个太阳质量的黑洞，施瓦西半径是0.5光年。此时黑洞视界的重力加速度刚好和地球表面重力加速度相当。1971年，霍金证明了黑洞的面积定理，在强能量条件和宇宙监督假设存在的情况下，黑洞的面积是永远增加的。由于黑洞的视界面积和黑洞的质量是相关的。
当大小黑洞相互接触的时候，如果不允许质量重新分配，就是小黑洞直接穿越视界，掉进大黑洞。虽然黑洞内部不可观测，但是必须符合能量守恒。当两个黑洞的奇点合并的时候，必然伴随着引力势能转化成能量，而这些能量又被封闭在黑洞的内，理应转化成黑洞的质量。引力势能是极其巨大的，超新星爆发的能量就是由于引力势能引起的。所以，两个黑洞如果是以物理奇点的形式合并，可能会得到一个远远大于两个黑洞质量和的黑洞。
但是如此的结论和引力波天文台测量得黑洞合并以后质量亏损的现象相违背。所以必须给多余的能量找一个发泄的地方。科学家Bekenstein提出，黑洞的熵会向高维度转移。那就意味着，黑洞内的能量、质量也可以向高维度转移。
》这说明黑洞里有通往高维异世界的大门，当2个黑洞合并的时候，这扇门就会打开。这可以解释黑洞合并后质量亏损的问题。
同时，这也说明黑洞内部具有非常复杂的时空结构。如果我们人类进入黑洞的内部，可能会有惊喜的发现，但是只有直径大于1光年的黑洞才是安全的。如果把宇宙看成一个黑洞内部，和现有观测到的现象不矛盾。也可能整个世界是一个大黑洞套小黑洞的无穷的嵌套结构。
霍金的师兄和搭档彭罗斯认为，宇宙在轮回，本次宇宙的终点是下一次宇宙的起点。量子力学大师玻尔认为人类永远只能看到物理的现象，而不能深究物理的本质，人类的物理没有上帝视角。所以，黑洞内部到底是个什么情况？我们的宇宙到底是个什么形状？可能完全取决于人类的观测。
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