激光干涉引力波天文台(LIGO)探测到两个黑洞之间异常强烈的碰撞,这使得物理学家能够验证斯蒂芬·霍金在1971 年提出的黑洞面积定理。该定理指出,当两个黑洞合并时产生的黑洞视界,即连光都无法逃脱黑洞控制的边界,其面积不能小于两个原始黑洞的面积之和。该定理与热力学第二定律相呼应。热力学第二定律指出,熵或物体内部的无序状态永远不会减少。黑洞合并扭曲了宇宙的结构,产生了被称为引力波的微小时空波动,能被引力波探测器观测到。最近的这次碰撞被命名为 GW250114,与 2015 年首次观测到的产生引力波的碰撞几乎完全相同。这两次黑洞的质量都在太阳质量的 30-40 倍之间,发生在 13 亿光年之外。这一次升级后的 LIGO 探测器灵敏度是 2015 年的 3 倍,因此它们能够以前所未有的细节捕获碰撞产生的波。这使得研究人员能够通过计算证实黑洞合并后视界面积确实变大,从而验证了霍金的定理。
doi.org/10.1103/kw5g-d732
中国科学报 引力波最终证实了霍金的黑洞定理