對於黑洞來說,要從人群中脫穎而出是很困難的:留莫霍克髮型是禁忌。
兩個黑洞合併成一個時產生的時空波紋表明龐然大物沒有“頭髮”科學家在 9 月 13 日報告物理評論快報。換句話說,正如愛因斯坦廣義相對論所預測的那樣,黑洞已經無顯著特徵除了質量和旋轉速度(序號:9/24/10)。
「從某種意義上說,黑洞是非常簡單的物體,」麻省理工學院的物理學家馬克西米利亞諾·伊西說。
2015 年,先進雷射干涉儀重力波天文台 LIGO 檢測到,時空漣漪是由兩個圍繞彼此旋轉的黑洞之間的致命相遇而產生的。在撞在一起之前形成一個大黑洞(序號:2016年2月11日)。在合併之後,新形成的大黑洞經歷了一段「衰蕩」時期。當它發射重力波時,它會振盪幾毫秒,類似於敲擊的鐘振動並發出聲波,然後最終平靜下來。
迴響黑洞發出的引力波不是單一頻率的,而是帶有額外的、短暫的頻率(稱為泛音)——就像鐘聲除了主音之外還有多種音調一樣。
透過測量響鈴黑洞的主頻率以及一個泛音,研究人員可以將這些波與無毛黑洞的預測進行比較。結果一致度在 20% 以內。
這個結果仍然為無毛定理被證明是錯誤留下了一些迴旋餘地。但是,「這清楚地表明了該方法的有效性,」牛津密西西比大學的物理學家利奧·斯坦因(Leo Stein)說道,他沒有參與這項研究。 “希望隨著 LIGO 的改進,精度會提高。”
研究人員也僅使用振鈴期的波計算了黑洞的質量和自旋。這些數字與整個事件(包括最初兩個黑洞的螺旋和合併)估計的值一致,因此強化了這樣的觀點:由此產生的黑洞的行為完全由其質量和自旋決定。
但就像一個幾乎是禿頭的男人可能會留有幾根頭髮一樣,黑洞在仔細觀察時也可能會露出一些頭髮。如果他們這樣做,可能會找到解決方案資訊悖論,一個關於落入黑洞的資訊會發生什麼事的謎題(序號:2014 年 5 月 16 日)。例如,在 2016 年試圖解決這個悖論時,物理學家史蒂芬·霍金和同事提出黑洞可能“柔軟的頭髮」(序號:2018 年 4 月 3 日)。
伊西說:“這些物體仍然可能有更多的謎團,只有通過未來更靈敏的測量才能揭開謎團。”