北京時間2月25日，雙胞胎可能有着相同的基因藍圖，但從内在性格到外在發型，依然表現出各種不同。但是黑洞并沒有那麼不同。
根據愛因斯坦引力理論，黑洞隻能有三個特征:質量、自旋和電荷。如果任意兩個黑洞的這三個值相同，我們就無法區分這兩個黑洞。換句話說，黑洞沒有毛。
哈佛大學理論物理學家保羅·切斯勒說:“在經典的廣義相對論中，黑洞是完全一樣的。你找不到任何區别。”
但是現在，科學家們已經開始懷疑“無毛定理”是否完全正确。2012年，當時劍橋大學的數學家StefanosAreta(現在在多倫多大學工作)提出，一些黑洞的事件視界可能存在不穩定性。這些不穩定性可以有效地在黑洞事件視界的某些區域産生更強的引力，從而可以區分原本相同的黑洞。
但他的方程表明，這種情況可能隻适用于極端黑洞，即質量、自旋或電荷三種特性中理論的黑洞。切斯勒說，據我們所知，“這些黑洞不可能存在，或者嚴格地說，它們不可能自然存在。”
但是如果有一個近似極端的黑洞呢?即一個特征值接近極值但沒有完全達到極值?理論上，這樣的黑洞是可能的。我們能在這樣的黑洞上觀察到違反無毛定理的迹象嗎?
上個月底發表的一篇論文表明有這種可能。此外，論文還指出引力波觀測站可以探測到這種“毛發”。
“艾瑞達指出，黑洞的視界中還剩下一些信息，”馬薩諸塞州大學和羅德島大學的物理學家、該論文的合著者之一戈拉夫·卡納說。我們的論文開辟了測量這種“毛發”的可能性。"
科學家們特别指出，黑洞形成的殘餘或黑洞後的擾動(如物質落入黑洞)可能導緻類似于極端黑洞的事件視界内或附近的引力不穩定。卡納說:“我們希望看到與普通黑洞截然不同的引力信号。”
普林斯頓高等研究院的天體物理學家利亞·梅德羅斯(LeahMederos)說，如果黑洞确實有毛發，并保留了一些關于黑洞過去的信息，可能會對已故物理學家斯蒂芬·霍金(StephenHawking)提出的黑洞信息悖論産生影響。霍金的黑洞信息悖論提煉了20世紀物理學的兩大支柱——廣義相對論和量子力學之間的基本矛盾。梅德羅斯說:“如果你違反了其中一個假設，你也許能解決悖論本身。其中一個假設是無毛定理。”
解決信息悖論的後果可能是廣泛的。梅德羅斯說:“如果我們能證明黑洞外的實際黑洞時空與我們預期的不同，那麼我認為這将對廣義相對論産生巨大的影響。”10月，梅德羅斯合著的一篇論文讨論了觀察到的黑洞幾何形狀是否與預測一緻。
然而，也許論文中最令人興奮的發現是，它提供了一種将黑洞觀測與基礎物理相結合的方法。探測黑洞的毛發(也許是宇宙中最極端的天體物理學實驗室)可以讓我們以前所未有的方式探索弦理論、量子引力等理論。
梅德羅斯說:“弦理論和量子引力的主要問題之一是，我們很難驗證這些預測。所以，如果你有什麼辦法，哪怕你遠程驗證這些預測，都會很神奇。”
但是事情并不順利。首先，我們無法确定近極端黑洞是否存在。(Chesler說進的模拟産生的黑洞和極端黑洞還有30%的差距。其次，即使存在一個近似極端的黑洞，我們仍然不知道引力波探測器是否足夠靈敏，能夠探測到黑洞毛中的不穩定性。
更重要的是，這些毛發的預期壽命極短，可能隻有幾分之一秒。
但至少在理論上，這篇論文是可靠的。切斯勒說:“我認為科學界不會有人對此提出質疑。這不是猜測。隻是愛因斯坦的方程太複雜了，我們每年都能發現一些新的特征。”
接下來，科學家們将讨論他們應該在引力波探測器中尋找什麼樣的信号。這些引力波探測器包括目前已經投入使用的LIGO、處女座等引力波觀測站，或者歐洲航天局的LISA等未來天基探測器。
伊利諾伊大學厄巴納-香槟分校的天體物理學家赫維·維卡說:“我們應該在此基礎上繼續計算這種重力輻射的頻率，然後找出我們應該如何測量和識别這種重力輻射。在下一步，我們将在這一而重要的理論研究的基礎上找到切實的特征。”
科學家也有很好的理由朝着這個方向前進。雖然證明論文正确性的機會非常渺茫，但這一發現不僅可以挑戰愛因斯坦的廣義相對論，還可以證明近極端黑洞的存在。
卡納說:“我們很想知道這樣的怪物是否自然存在。這對我們的研究領域會有很大的影響。”
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