引力波首次证实霍金理论:光都无法逃逸的黑洞面积绝不会缩小

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麻省理工学院(MIT)的科学家近日通过分析引力波,以超过95%的准确率首次证实了已故著名物理学家霍金(Stephen Hawking)在50年前提出的黑洞理论:黑洞的“事件视界”(event horizons)——即任何东西都无法逃脱的边界——永远不会缩小。

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已故著名物理学家霍金在50年前提出,黑洞的“事件视界”永远不会缩小。

据报道,MIT的团队利用来自GW150914的数据取得了这一突破。GW150914是第一个被探测到的引力波,它是由两个黑洞合并形成一个新的黑洞时产生的,这一事件释放出大量的时空涟漪,即引力波。

研究小组分析了黑洞合并前后的引力波信号,确定两个黑洞的“事件视界”面积在合并后并没有减少。

论文第一作者、美国宇航局(NASA)爱因斯坦博士后伊西(Maximiliano Isi)在MIT的卡夫里天体物理学和空间研究所工作,他表示,他和同事们在2019年开发了一种技术,可以提取紧随GW150914的峰值之后的混响,即黑洞合并形成更大黑洞时的引力波。

引力波首次证实霍金理论:光都无法逃逸的黑洞面积绝不会缩小 第2张

黑洞合并形成更大黑洞时,会释放出巨大的时空涟漪,即引力波。

研究小组利用这项技术挑出这些特定的频率,用来计算最终黑洞的质量和自旋。质量和自旋都与黑洞“事件视界”的面积有关,这使研究人员想探究是否可以比较合并前后的信号以证实霍金定理。

研究小组计算出两个黑洞的“视界”面积分别约为90734平方英里,大约是马萨诸塞州的9倍。然后,他们使用之前的技术提取 "混响",即新黑洞形成时的回响。

这使得研究小组能够计算出新黑洞的质量和自旋,以及它的“视界”面积。他们发现它相当于14169平方英里,这是包括康涅狄格州、罗德岛和佛蒙特州在内的“海湾州”面积的13倍。

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MIT的科学家比较黑洞合并前后的信号,证实了霍金定理。

伊西表示,数据以“压倒性的信心”表明,合并后的“视界”面积增加了,而且面积定律以非常高的概率得到了满足。

据报道,该团队计划利用来自LIGO和意大利的对应机构Virgo的数据,进一步测试霍金的区域定理,以及其他长期存在的黑洞力学理论。

伊西表示,令人鼓舞的是,我们可以用新的、创造性的方式来思考引力波数据,并解决我们以前认为不能解决的问题。

文/南都记者 陈林

标签: 霍金

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