一項新的研究表明，極端黑洞可以打破著名的 黑洞"無毛定理 "，而且是以我們可以探測到的方式。
在現實生活中，一對雙胞胎可能從相同的基因藍圖中生長出來，但他們可能有千差萬別——從氣質到髮型。然而，在天體宇宙最中，“同卵雙胞胎”在黑洞上卻什麼個性特徵都沒有，包括他們的一切信息（“毛髮”）。根據愛因斯坦的引力理論，黑洞只能有三個特徵——質量、自旋和電荷。如果對任何兩個黑洞來説，這些數值都是相同的，那麼就不可能從另一個黑洞中分辨出一個孿生黑洞。因為，從這一觀點認為，黑洞雙胞胎之間是沒有任何“毛髮”可區分的，因為它們根本就沒有。這就是如今熟知的黑洞“無毛定理”。
“在經典廣義相對論中，它們是完全相同的。”哈佛大學的理論物理學家保羅·切斯勒（ Paul Chesler）表示，“你根本看不出有什麼不同。”
然而，科學家們開始懷疑黑洞“無毛定理”是否完全正確。2012年，一位名叫斯特凡諾斯·阿羅塔基斯（Stefanos Aretakis）的數學家（當時在劍橋大學，現在在多倫多大學）提出，一些黑洞的事件視界可能存在不穩定性。這些不穩定性實際上，將有效地給黑洞地平線上的某些區域帶來比其他區域更強的引力。這將使原本相同的黑洞變得可分辨。
但是如果你有一個接近極限的黑洞——一個接近這些極限值，但又沒有完全達到的黑洞呢？至少在理論上，這樣的黑洞應該是能夠存在的。它是否可以探測到違反“黑洞無毛定理”的情況？
在上個月底發表的一篇論文顯示，這種可能是存在的。此外，這種黑洞“毛髮”可以被引力波天文台探測到。
“阿羅塔基斯(Aretakis)基本上認為，有一些信息是留在視界上。”馬薩諸塞大學和羅得島大學的物理學家、合著者之一高拉夫·汗納（Gaurav Khanna）説：“我們的論文揭示了測量這種'毛髮'的可能性。”
新澤西州普林斯頓高級研究所的天體物理學家莉亞·梅德羅斯（Lia Medeiros）表示，如果黑洞確實有"毛髮"——從而保留了一些關於它們過去的信息，這可能意味着已故物理學家斯蒂芬·霍金提出的著名的黑洞信息悖論將產生影響。這個悖論提煉出了廣義相對論和量子力學之間的本質衝突，這是20世紀物理學的兩大支柱。“如果你違反了（信息悖論）的其中一個假設，你也許就能解決悖論本身。”梅德羅斯（Medeiros）説：“其中一個假設是黑洞'無毛定理'。”
這方面的影響可能是廣泛的。梅德羅斯（Medeiros）認為："如果我們能證明黑洞外部的實際時空與我們預期的不同，那麼我認為這將對廣義相對論產生非常巨大的影響。"他在去年10月份共同撰寫了一篇論文，論述了觀測到的黑洞幾何形狀是否與預測一致。
事實證明，愛因斯坦的方程是如此複雜，以至於我們每年都在發現它們的新特性。——保羅·切斯勒（Paul Chesler）
"弦論和量子引力的一個大問題是——要檢驗這些預測真的很難。"梅德羅斯（Medeiros）説："所以，如果你有任何可以檢測其的儀器，那就太厲害了。"
然而，還有一些主要的障礙：目前還不能確定近近極值黑洞是否存在。(切斯勒認為，目前最好的模擬通常產生的黑洞離極限狀態還有30%的距離)。而即使它們真的存在，也不清楚引力波探測器是否會有足夠的靈敏度，從黑洞“毛髮”上發現這些不穩定性。更重要的是，預計“毛髮”的壽命會非常短，只持續幾分之一秒。
但該論文本身，至少在原則上，似乎是合理的。"我不認為在公眾上會有人懷疑它。"切斯勒（Chesler）表示："這不是推測。只是事實證明愛因斯坦的方程是如此複雜，以至於我們每年都會發現它們的新特性。"
"人們現在應該以他們的工作為基礎，真正計算出這種引力輻射的頻率，並瞭解我們如何測量和識別它。"伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的天體物理學家赫爾維·維泰克（Helvi Witek）説："從這個非常有用、重要的理論研究轉向什麼方向，這將是下一步工作的標誌。"
想要這樣做的理由很多。雖然能證明論文正確性的探測機會很小，但這樣的發現不僅能挑戰愛因斯坦的廣義相對論，還能證明近極值黑洞的存在。"我們很想知道大自然是否會允許這樣的野獸存在。"漢納（Khanna）説："這將對我們這些專業領域產生相當戲劇性的影響。"
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