人类已经拍到了黑洞的图像,黑洞究竟是什么呢?黑洞无毛定理又是咋回事?

无毛定理说黑洞只有三种定义性质,已经在对有史以来第一个被探测到的引力波的新分析中进行了测试。



麻省理工学院的Maximiliano Isi以及纽约和加利福尼亚的同事研究了两个黑洞GW150914合并的“振铃”信号,并表明它与定理一致。

无毛定理是这样一种说法,即黑洞的特征只有三种可观察到的属性 —— 它的质量、角动量和电荷。“无毛”是指黑洞与秃头的相似之处,几乎没有定义特征。虽然这个定理没有严格的数学证明,但它符合广义相对论,因此被广泛接受。

信息悖论

该定理也是现代物理学中一个重要悖论的核心,该悖论涉及当某些东西被吸入黑洞时信息是否会被破坏。无毛定理认为信息必须被破坏,而量子理论则相反。因此,理解无毛定理是否正确在黑洞之外具有重要意义。

这个对该定理的最新测试使用了2015年9月的数据,当时LIGO引力波探测器观察到来自两个黑洞的信号,这些黑洞在大约13亿光年外的双星系统中相互运行。天文学家看着这些物体越来越接近,直到它们聚集成一个质量约为62个太阳的黑洞。

铃声

起初,由此产生的黑洞被扭曲,并在几毫秒内经历快速弛豫,达到更对称的状态。扭曲的黑洞具有一组自然的振荡模式 - 很像铃铛的音调 - 并且松弛涉及在这些模式的频率下以称为振铃的过程发射引力波。

振铃过程的确切性质是由黑洞的物理性质决定的,因此频率应该与广义相对论和无毛定理预测的频率一致。



旋转的黑洞可以长出长长的头发


Isi及其同事发现,振铃信号可以用黑洞的基本模式加上至少一个泛音来描述。他们说,这与GW150914合并创造了一个“克尔黑洞”的假设一致 - 这是一个零电荷的黑洞。此外,该分析与以无毛定理为特征的黑洞一致。

自探测GW150914以来,LIGO(和处女座)引力探测器已经升级,并且在改进的探测器灵敏度下拍摄的振铃信号应该可以更好地指示无毛定理的有效性。振铃数据还可以帮助天文学家识别可能模仿黑洞的奇异天体物理物体。



黑洞是一种极其简单的物质,是会吸收其他物质的一种产物。黑度无毛定理指的是任何天体变成黑洞之后,只会剩下质量角度量以及电荷。

黑洞是现代广义相对论中,存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大,使得视界内的逃逸速度大于光速。
黑洞无毛定理:任何天体在坍缩为黑洞后,它的基本性质只剩三个:质量、角动量以及电荷 。

黑洞是一种极其简单的物体,如果知道了它的质量、角动量和电荷,也就知道了有关它的一切。无论是什么样的黑洞,仅依靠质量、角动量、电荷来决定其最终性质这就是无毛定理

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