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一项新的研究表明 ， 极端黑洞可以打破著名的 黑洞\"无毛定理 \" ， 而且是以我们以探测到的方式 。
根据爱因斯坦的广义相对论 ， 黑洞只有三个可观测的性质：质量、自旋和电荷 。 其他属性或“头发”是根本不存在的
在现实生活中 ， 一对双胞胎可能从相同的基因蓝图中生长出来 ， 但他们可能有千差万别——从气质到发型 。 然而 ， 在天体宇宙最中 ， “同卵双胞胎”在黑洞上却什么个性特征都没有 ， 包括他们的一切信息（“毛发”） 。 根据爱因斯坦的引力理论 ， 黑洞只能有三个特征——质量、自旋和电荷 。 如果对任何两个黑洞来说 ， 这些数值都是相同的 ， 那么就不可能从另一个黑洞中分辨出一个孪生黑洞 。 因为 ， 从这一观点认为 ， 黑洞双胞胎之间是没有任何“毛发”可区分的 ， 因为它们根本就没有 。 这就是如今熟知的黑洞“无毛定理” 。
“在经典广义相对论中 ， 它们是完全相同的 。 ”哈佛大学的理论物理学家保罗·切斯勒（ Paul Chesler）表示 ， “你根本看不出有什么不同 。 ”
然而 ， 科学家们开始怀疑黑洞“无毛定理”是否完全正确 。 2012年 ， 一位名叫斯特凡诺斯·阿罗塔基斯（Stefanos Aretakis）的数学家（当时在剑桥大学 ， 现在在多伦多大学）提出 ， 一些黑洞的事件视界可能存在不稳定性 。 这些不稳定性实际上 ， 将有效地给黑洞地平线上的某些区域带来比其他区域更强的引力 。 这将使原本相同的黑洞变得可分辨 。
【黑洞|违反爱因斯坦的定律：这一黑洞新发现，打破了黑洞“无毛定理”】
然而 ， 他的方程只表明 ， 这对于所谓的极端黑洞——那些质量、自旋或电荷都有可能达到最大值的黑洞 ， 是可能的 。 而据我们所知 ， “这些黑洞不可能存在 ， 至少在自然界是完全不可能的 。 ”斯特凡诺斯说 。
但是如果你有一个接近极限的黑洞——一个接近这些极限值 ， 但又没有完全达到的黑洞呢？至少在理论上 ， 这样的黑洞应该是能够存在的 。 它是否可以探测到违反“黑洞无毛定理”的情况？
在上个月底发表的一篇论文显示 ， 这种可能是存在的 。 此外 ， 这种黑洞“毛发”可以被引力波天文台探测到 。
“阿罗塔基斯(Aretakis)基本上认为 ， 有一些信息是留在视界上 。 ”马萨诸塞大学和罗得岛大学的物理学家、合著者之一高拉夫·汗纳（Gaurav Khanna）说：“我们的论文揭示了测量这种'毛发'的可能性 。 ”

另外 ， 科学家们都普遍认为 ， 无论是黑洞形成的残余物 ， 还是后来的扰动 ， 如物质落入黑洞 ， 都可能在接近极限黑洞的或视界附近造成引力不稳定性 。 “我们预计 ， 我们看到的引力信号将与普通的非极值黑洞有很大不同 ， ”汉纳（Khanna）说 。
新泽西州普林斯顿高级研究所的天体物理学家莉亚·梅德罗斯（Lia Medeiros）表示 ， 如果黑洞确实有\"毛发\"——从而保留了一些关于它们过去的信息 ， 这可能意味着已故物理学家斯蒂芬·霍金提出的著名的黑洞信息悖论将产生影响 。 这个悖论提炼出了广义相对论和量子力学之间的本质冲突 ， 这是20世纪物理学的两大支柱 。 “如果你违反了（信息悖论）的其中一个假设 ， 你也许就能解决悖论本身 。 ”梅德罗斯（Medeiros）说：“其中一个假设是黑洞'无毛定理' 。 ”
这方面的影响可能是广泛的 。 梅德罗斯（Medeiros）认为：\"如果我们能证明黑洞外部的实际时空与我们预期的不同 ， 那么我认为这将对广义相对论产生非常巨大的影响 。 \"他在去年10月份共同撰写了一篇论文 ， 论述了观测到的黑洞几何形状是否与预测一致 。

然而 ， 这篇最新论文最令人兴奋的方面是——它可以提供一种将黑洞的观测与基本物理学合并的方法 。 探测黑洞上的“毛发”——也许是宇宙中最极端的天体物理实验室 ， 可以让我们以一种前所未有的方式探究弦理论和量子引力等观点 。

事实证明 ， 爱因斯坦的方程是如此复杂 ， 以至于我们每年都在发现它们的新特性 。 ——保罗·切斯勒（Paul Chesler）分页标题#e#

来源：(TI实验室)

【】网址：/a/2021/0219/kd722168.html

标题：黑洞|违反爱因斯坦的定律：这一黑洞新发现，打破了黑洞“无毛定理”