挑戰(zhàn)愛因斯坦的廣義相對論：黑洞可能長“毛發(fā)”
來源：骨軟筋酥網(wǎng)
時間：2025-11-23 09:11:38
挑戰(zhàn)愛因斯坦的廣義相對論：黑洞可能長“毛發(fā)”
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)新浪科技：雙胞胎或許具有相同的基因藍(lán)本，但他們從內(nèi)在的挑戰(zhàn)性格到外在的發(fā)型等，仍會表現(xiàn)出各種各樣的愛因廈門思明找小姐服務(wù)全國附近約小姐上門電vx《192-1819-1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)差異。但是斯坦黑洞就沒那么多差異。根據(jù)愛因斯坦的廣對論引力理論，黑洞只能擁有三個特征：質(zhì)量、義相自旋和電荷。黑洞如果任何兩個黑洞的毛發(fā)這三個值都一樣的話，我們就無法區(qū)分這兩個黑洞。挑戰(zhàn)換句話說，愛因黑洞，斯坦沒有“毛發(fā)”。廣對論
哈佛大學(xué)的義相廈門思明找小姐服務(wù)全國附近約小姐上門電vx《192-1819-1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)理論物理學(xué)家保羅·切斯勒說：“在經(jīng)典廣義相對論中，黑洞是黑洞完全一樣的。你無法找到任何區(qū)別。毛發(fā)”
但現(xiàn)在，科學(xué)家已經(jīng)開始懷疑“無毛定理”是否完全正確。2012年，當(dāng)時在劍橋大學(xué)的數(shù)學(xué)家斯特法諾斯·阿雷塔克斯（現(xiàn)任職于多倫多大學(xué)）提出，有些黑洞的事件視界中可能存在不穩(wěn)定性。這些不穩(wěn)定性或許可以有效地在黑洞的事件視界部分區(qū)域產(chǎn)生更強(qiáng)的引力，使得原本完全相同的黑洞變得可以區(qū)分。
但是，他的方程式顯示，這種情況可能僅適用于極端黑洞，即質(zhì)量、自旋或電荷這三個特征中，有一個具有理論上最大值的黑洞。切斯勒說，就我們目前所知，“這些黑洞不可能存在，或者嚴(yán)格來說，不可能自然存在。”
但是，假如有一個近似的極端黑洞呢？即其一個特征值逼近極端值但又沒有完全達(dá)到極端值？這樣的黑洞，在理論上，是可能存在的。我們是否可以在這樣的黑洞上，觀測到違背無毛定理的跡象呢？
上個月末發(fā)表的一篇論文顯示，確實(shí)存在這樣的可能性。此外，論文還表示，引力波天文臺可以檢測到這種“毛發(fā)”。
馬薩諸塞大學(xué)和羅德島大學(xué)的物理學(xué)家、論文的合著者之一高拉夫·卡納說：“阿雷塔克斯提出，黑洞的事件視界上殘留了一些信息。而我們的論文則開辟了測量這種‘毛發(fā)’的可能性。”
科學(xué)家特別指出，黑洞形成的殘留物或黑洞之后受到的擾動（例如落入黑洞的物質(zhì)）的殘留物，可能會在近似極端黑洞的事件視界中或者事件視界附近，造成引力的不穩(wěn)定性。卡納說：“我們希望可以看到與普通黑洞差異較大的引力信號。”
普林斯頓高等研究院的天體物理學(xué)家利亞·梅德羅斯表示，如果黑洞確實(shí)有毛發(fā)，并保留了一些有關(guān)黑洞過去的信息，那么這或許會對已故物理學(xué)家斯蒂芬·霍金提出的著名黑洞信息悖論產(chǎn)生影響。霍金的黑洞信息悖論提煉了二十世紀(jì)物理學(xué)兩大支柱——廣義相對論和量子力學(xué)——之間的基礎(chǔ)矛盾。梅德羅斯說：“如果你違反了（信息悖論）中的假設(shè)之一，你或許就能解決這個悖論本身。而其中一個假設(shè)就是無毛定理。”
解決信息悖論帶來的后果可能是廣泛的。梅德羅斯說：“如果我們可以證明，黑洞外的實(shí)際黑洞時空與我們預(yù)期的不一樣，那么我想，這將會對廣義相對論造成巨大的影響。”十月份，梅德羅斯合著的一篇論文探討了觀測到的黑洞幾何形狀是否與預(yù)測一致。
不過，最新論文中最令人激動的發(fā)現(xiàn)或許是，它提供了一種將黑洞觀測與基礎(chǔ)物理學(xué)相結(jié)合的辦法。探測黑洞的毛發(fā)（或許是宇宙中最極端的天體物理實(shí)驗(yàn)室），可以讓我們以前所未有的方式探索諸如弦論和量子引力等學(xué)說。
梅德羅斯說：“弦論和量子引力的主要問題之一是，我們很難驗(yàn)證這些預(yù)測。所以，如果你有任何辦法，哪怕是遠(yuǎn)程驗(yàn)證這些預(yù)測，都會令人大為驚奇。”
但事情并非一帆風(fēng)順。首先，我們無法確定近似極端黑洞是否存在。（切斯勒說，目前最先進(jìn)模擬產(chǎn)生的黑洞仍與極端黑洞存在30%的差距。）其次，即便存在近似的極端黑洞，我們?nèi)圆磺宄Σㄌ綔y器是否足夠靈敏，可以檢測到黑洞毛發(fā)中的不穩(wěn)定性。
更重要的是，這些毛發(fā)的預(yù)期壽命極短，可能只有幾分之一秒。
不過至少從理論上來看，該論文是可靠的。切斯勒說：“我不認(rèn)為科學(xué)界會有人對其提出質(zhì)疑。這不是投機(jī)。只是愛因斯坦的方程是如此復(fù)雜，我們每年都可以發(fā)現(xiàn)它們的一些新特性。”
下一步，科學(xué)家們將探討他們應(yīng)該在引力波探測器中尋找怎樣的信號。這些引力波探測器包括目前已經(jīng)投入使用的LIGO和Virgo等引力波天文臺，或者像歐洲航天局的LISA等未來的天基探測器。
伊利諾伊大學(xué)香檳分校的天體物理學(xué)家赫爾維·維特克說：“我們應(yīng)該以此為基礎(chǔ)，繼續(xù)計(jì)算出這種引力輻射的頻率，進(jìn)而弄清楚我們該如何測量和識別這一引力輻射。下一步，我們將基于這一非常出色且重要的理論研究，找到實(shí)實(shí)在在的特征。”
科學(xué)家們也有充分的理由朝著這個方向繼續(xù)前進(jìn)。盡管證明論文是否正確的探測機(jī)會十分渺茫，但是這樣的發(fā)現(xiàn)不僅可以挑戰(zhàn)愛因斯坦的廣義相對論，也可以證明近似極端黑洞的存在。
卡納說：“我們很想知道這樣的怪物是否自然存在。這將對我們的研究領(lǐng)域產(chǎn)生極大的影響。”
