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发布时间：2024-09-21 06:02:48
研究发现：快速旋转的黑洞可能具有更多特性
2021-11-14 06:35:32
来源：网络整理
作者：管理员
no-hair 定理是从相对论对黑洞情形推导出的一个著名理论，可是它与量子理论存在矛盾。科学家提出了很多改版的理论让二者相容，但是从来没有办法通过实测证实任何理论的有效性。
no-hair 定理是个比喻的说法，意思说不论什么物体掉进黑洞将消失其所有的特征，只剩下质量。黑洞自身只有质量、角动量和电荷这三个特性，没有其他任何复杂的特性，比作没有毛发一般。
近期一份发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上的研究提出，快速旋转的黑洞将具有额外的特性，可以作为研究对象检验这种情形下改版相对论是否成立，而通过引力波可以探测到快速旋转的黑洞，是一种有效的实测检验方法。
科学家发现相对论在一些情形下，和量子理论出现矛盾，黑洞就是其中一个范例。如果无毛定理是正确的，那么任何跨过事件视界（科学家假想的黑洞周围的边界区域）、掉进黑洞的物体的信息将被摧毁，不复存在。可是量子理论认为，信息在宇宙中永远不会丢失。
由此矛盾又推出了另一个矛盾的问题，比如防火墙悖论（firewall paradox），导致不能确定事件视界是热的还是冷的。
科学家在相对论的基础上提出了多种扩展理论以解决这些矛盾。不过它们中的大多数都只在极端的情形下才能体现出区别，也难以通过观测的方法加以证实。
很多改进版的相对论模型都是在原有理论基础上增加了一个参数。比如一种理论称，增加一个无质量标量场（massless scalar field）参数，就能让相对论和量子理论结合，不出现矛盾。
这份研究提出，这个无质量标量场很可能与黑洞的转速相关。研究者发现，在低转速的情况下，改版的黑洞理论和标准模型看不出差别；可是在高转速的情况下，标量场使得黑洞具有更多特性。
这份研究称，这些额外的特性只体现在事件视界的附近，但是对黑洞之间的合并具有影响。研究人员说，将来从引力波的观测数据应该可以验证这些替代模型是否合理。
爱因斯坦的相对论至今为止，禁得起任何可观测现象的考验，但是理论推导发现它很可能不适用于极端情形。研究人员表示，所以这样的研究是推动在极端情形下验证相对论的重要依据。
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