无毛定理(黑洞无毛定理可能被推翻)

还记得上世纪60年代著名物理学家霍金提出的一个著名理论吗？就是黑洞无毛定理。

黑洞的无毛定理是这样的:黑洞诞生后，所有的信息都消失了，没有办法检验。但有三个守恒量不能转化为电磁辐射，即质量、角动量和电荷。这三样东西都挺特别的。它们是黑洞剔除所有物质信息后留下的最基本特征。简单来说，他们一旦脱离前任，就和前任完全没有关系了。它们是黑洞留下的唯一数量！这大概就是黑洞无毛定理的大概概念。因此，根据黑洞无毛定理，研究人员认为黑洞几乎没有区别特征来区分彼此。如果两个黑洞具有相同的质量、电荷和角动量，那么它们就是完全相同的黑洞。

证实了“黑洞无毛定理”？

后来，在20世纪70年代，包括摩登天文台的布兰登·卡特和澳大利亚的加里·万津在内的理论物理学家宣布，经过15年的努力，黑洞的无毛定理已经在数学上得到严格证明。他们证明了只需要三个参数就可以描述一个平衡黑洞周围的时间空几何，从而证实了霍金的说法。他们认为在理想实验的帮助下，可以精确测量黑洞的参数。比如可以把一颗卫星放在黑洞周围的轨道上，测量卫星的轨道周期，就可以得到黑洞的质量。黑洞的角动量可以通过比较光线向地平线不同部分的偏转来测量。黑洞就像基本粒子一样简单。虽然基本粒子在很小的体积内集中了质量、角动量和电荷。从这些科学家提出的方法来看，这些只是理想的方法，实际上并不是为了实现。随着科学家对黑洞的逐渐了解，黑洞无毛理论正在逐渐瓦解。

长期以来，黑洞无毛定理将科学界局限于黑洞的三个参数，即质量、角动量和电荷。我们对黑洞一无所知。但是，科学家也知道，黑洞无毛定理只是霍金等人提出的一个理论，并没有在现实中得到证明或观测，也就是说，它只是一个猜想。但是，作为最特殊的天体，黑洞的视界为他屏蔽了所有内部信息。可以预见，一个黑洞所能反映的所有变量，只能通过它的可视化界面来表达，必须是整个黑洞的一些信息，信息的种类应该不会很丰富。

黑洞无毛被推翻

然而，大多数科学家仍然不同意黑洞是无毛的。此后，科学家们一直在寻找能够使黑洞具体化的东西，这些东西将开启关于特定黑洞起源的新发现。黑洞对我们来说是如此神秘，它的引力如此之强，以至于连光都无法逃脱。当恒星的史瓦西半径小到连垂直面发出的光都无法逃逸的时候。然后恒星变成了黑洞。因为黑洞里的光无法逃逸，我们无法直接观测黑洞。然而，我们可以通过测量它对周围天体的影响来间接观察或推断它的存在。2019年4月10日人类拍摄的第一张黑洞照片其实也是用了类似的原理，因为我们不能直接拍摄黑洞的照片，但是我们可以通过黑洞周围的吸积流来判断黑洞的存在。

最近的一项研究表明，一些黑洞实际上是多毛的。准确的说，他们可以短时间长“毛”，也就是是信息，但不能长。因此，我们只能在短时间内捕捉到黑洞的“多毛”状态。一旦我们“分心”，黑洞就会瞬间恢复到原来的正常状态。但毫无疑问，这项研究证明霍金可能是错的。黑洞不是无毛的！

碰巧的是，这项研究是由加州Tess研究所的物理学家Bulko进行的。事实上，布尔科从剑桥大学哲学家德扬·加季奇去年的发现中吸取了教训。他们发现，具有最大可能电荷的极端黑洞确实具有独特的性质，可以用来区分不同的特征。布尔科开始详细研究黑洞是否有独特的特征，而这些特征在黑洞中几乎是极端的。然后布尔科计算了两种黑洞。

第一个是接近极端的Reisner-nordstrom黑洞，它几乎拥有最大的电荷，但不旋转。第二种是近极端的克尔黑洞，这是一种由爱因斯坦场方程预言的角动量黑洞。它是两种旋转黑洞中的一种，是一种几乎以最大自旋旋转但没有电荷的黑洞。根据科学家的研究，克尔黑洞很可能连接了两个世界，但这只是推测，有待考证！

令人惊讶的是，在这两个近乎极端的黑洞中，研究人员发现了黑洞“毛发”存在的证据。研究人员兴奋地说，当一个模拟黑洞第一次形成时，一个接近极端的黑洞的独特性质可以被我们测量到，但随着时间的推移，这种性质的量会逐渐减少，直至消失！但是，必须澄清的是，目前所有这些计算都是基于理论模拟，我们可以肯定的是，它们与现实世界中的观测结果是不同的。

摘要

所以，虽然科学家通过模拟推翻了霍金的黑洞无毛定理，但真相只能在现实中产生！不过不用担心，科学家们正在利用引力波来研究这些关于黑洞的神秘信息。黑洞和引力波有什么关系？我们知道，因为黑洞质量大，那么体积小，史瓦西半径小，史瓦西半径是任何有质量的物质的临界半径特征值，物体的史瓦西半径与其质量成正比。太阳的史瓦西半径约为3公里，地球的史瓦西半径只有9毫米左右。所以，你可以想象一个很小很重的物体，会在空之间造成很大程度的弯曲。通俗点说就是让空成为引力洼地。一旦两个黑洞合并或者碰撞，就会在空之间产生足够强的波纹。这种波纹的传播速度就是光速，也就是我们所说的引力波。

科学家计划在未来探测来自超大质量黑洞的引力波。通过探测这些中极端黑洞的存在所产生的引力波，我们可能会发现黑洞的“毛发”。