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相对论|英媒：相对论能否经得起严格检验？

爱因斯坦黑洞相对论

参考消息网2月24日报道英媒称 ， 黑洞理论方面的突破很可能“搅局”爱因斯坦的理论 。
遭遇极端黑洞
据英国《每日快报》网站2月14日报道 ， 理论物理学家爱因斯坦的广义相对论发表在一个多世纪前 ， 它完善了牛顿的万有引力定律 。 这个理论把引力描述为空间和时间或时空的几何特性 ， 至今仍为科学家使用 。 爱因斯坦的理论具有重要的天体物理学意义 ， 因为它指出了黑洞的存在——一种任何事物 ， 甚至包括光 ， 都无法逃脱的宇宙现象 。
根据他的理论中的“无毛定理” ， 黑洞具有三个物理量——质量、角动量和电荷——如果两个黑洞的这三个量是相同的 ， 那么就不可能把它们区分开来 。 正如哈佛大学理论物理学家保罗·切斯勒所说的：“在经典的广义相对论中 ， 它们是完全相同的 。 ”
但科学家们已经开始怀疑“无毛定理”是否真的经得起严格验证 。
多伦多大学教授斯特凡诺斯·阿勒塔基斯此前表示 ， 一些黑洞的视界可能存在不稳定 。 这类不稳定会让黑洞表面的某些区域比其他区域具有更强的引力 ， 从而使它们具有可辨识度 。
但他的方程式显示 ， 这种情况只可能出现在所谓的极端黑洞上——一种认为只要有某种程度的恒定旋转速度、再小的黑洞也能存在的理论 。
在自然界没有观察到这种现象 ， 但上个月发表的一篇论文说 ， 一个近极端黑洞可能存在这种情况——因此可通过引力波探测来观察到这个“毛” 。 论文作者之一、马萨诸塞大学物理学家高拉夫·康纳解释说：“我们的论文提供了观测这种‘毛’的可能性 。 ”
科学家们特别指出 ， 黑洞形成或后来的扰动（比如物质落入黑洞）的残余可能在近极端黑洞的视界上或附近产生引力不稳定 。
【相对论|英媒：相对论能否经得起严格检验？】康纳还说：“我们估计 ， 我们看到的引力信号将与不属极端黑洞的一般黑洞截然不同 。 ”
科学家利亚·梅德里奥斯说 ， 如果黑洞真的有“毛” ， 那对于爱因斯坦的理论和已故物理学家斯蒂芬·霍金提出的黑洞信息悖论都有严重影响 。
酝酿理论突破
报道称 ， 黑洞信息悖论是量子力学和广义相对论结合而成的一个谜题 。
就职于新泽西州普林斯顿一个研究所的天体物理学家说：“如果你违背了（信息悖论）的一个假设 ， 你或许能解决这个悖论本身 。 其中一个假设是无毛定理 。 如果我们能证明黑洞外的实际时空与预期的不一样 ， 那么我认为这将对广义相对论产生巨大影响 。 ”
报道称 ， 这个理论可让专家们把对黑洞的现代观察与基础物理学联系起来 。
据报道 ， 发现黑洞的“毛”可能会让弦理论和量子引力等概念取得突破 ， 而这种突破将前所未有 。
梅德里奥斯还说：“弦理论和量子引力的一大问题是 ， 真的很难对这些预测进行验证 。 所以 ， 如果你有任何甚至在遥远的未来才能验证的理论 ， 那就太棒了 。 ”
但是目前仍然障碍重重 。
报道称 ， 现在还不清楚这种近极端黑洞是否存在 ， 据称它们的“毛”寿命极短 ， 只有几分之一秒——因此很难确定它们是否存在 。
伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校的天体物理学家赫尔维·维特克说：“人们现在应构建研究基础 ， 真正计算出这种引力辐射的频率 ， 并了解我们如何测量和识别它 。 下一步是从这项非常好和重要的理论研究转向取得标志性进展 。 我们很想知道大自然是否允许这种怪物存在 。 这将对我们的研究领域产生巨大影响 。 ”
相对论|英媒：相对论能否经得起严格检验？
文章插图

这是人类史上首张黑洞照片 。 （新华社）


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