图片来源:D. COE, J. ANDERSON和R. VAN DER MAREL(太空望远镜科学研究所),美国宇航局,欧洲航天局1973年,史蒂芬·霍金等人证明了无毛定理(No Hair Theorem)。根据这个理论,黑洞只有质量、角动量以及电荷这三个不能变为电磁辐射的守恒量,其他的信息全都丧失了。但一项新的研究表明,极端黑洞可能会打破著名的黑洞无毛定理,并且能以某种方式被我们检测到。双胞胎之间的差异远远大于黑洞之间的差异。双胞胎可能拥有相同的基因蓝本,但是他们却能在气质、外貌甚至是发型上,展现出各自的差异。但对于黑洞,根据爱因斯坦的引力理论,只能拥有三个特征——质量、自旋和电荷。如果两个黑洞的这些值都相同的话,就不可能区分两个黑洞。黑洞上面没有能让我们区分它们的“毛发”,这就是著名的黑洞无毛定理。哈佛大学理论物理学家保罗·切斯勒(Paul Chesler)说:“在经典广义相对论中,它们是完全一样的,你不可能找到任何区别。”
黑洞数值模拟(图片来源:事件视界望远镜)更重要的是,这些“毛发”的预期寿命短得要命,持续时间只有几分之一秒。不过至少从理论上来讲,论文本身是可靠的。“我不认为科学界的任何人会怀疑它,”切斯勒说,“这并非投机,只是爱因斯坦的方程太过复杂,我们每年都能发现它的新特性。”科学家下一步的目标,是确定它们要在引力波探测器中寻找怎样的信号。这样的探测器既包括LIGO、Virgo这样正在运行的地基探测器,也包含将来欧洲航天局的LISA(Laser Interferometer Space Antenna,空间激光干涉仪),以及我国的天琴计划和太极计划这样的天基探测器。“人们应该在现有工作的基础上再接再厉,计算这种引力辐射的频率,从而理解我们应该如何通过探测来证认它,”伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校的天体物理学家海尔维·维特克(Helvi Witek)说,“下一步是从这些理论中研究得出(黑洞毛发的)特征。”对于这样的尝试,科学家有着充足的理由。虽然通过探测证明论文正确的机会渺茫,但这样的发现不仅仅会挑战爱因斯坦的广义相对论,也证明了近极端黑洞的存在。“我们很想知道自然是否允许这样的怪物存在,”汗纳说,“这将对我们的研究领域产生戏剧性的影响。”