双胞胎可能具有相同的遗传蓝图，但是从内在个性到外在发型，它们仍然会显示出各种差异。 但是黑洞并没有太大的不同。 根据爱因斯坦的重力理论，黑洞只能具有三个特征：质量，自旋和电荷。如果任何两个黑洞的这三个值相同，我们将无法在两个黑洞之间进行区分。 换句话说，黑洞没有“头发”。
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根据爱因斯坦的广义相对论，黑洞只有三个可观察的特征：质量，自旋和电荷。 不存在其他特征，例如“头发”。
哈佛大学的理论物理学家保罗·切斯勒（Paul Chessler）说：“在古典广义相对论中，黑洞是完全相同的。您找不到任何区别。”
但是现在，科学家开始怀疑“无毛定理”是否完全正确。 2012年，剑桥大学（现为多伦多大学）的数学家Stefanos Aretax建议，某些黑洞的视界可能存在不稳定性。 这些不稳定性可能能够在黑洞的事件视界的一部分中有效地产生更强的引力，从而使最初相同的黑洞可区分。
但是，他的方程式表明，这种情况可能仅适用于极端黑洞，即质量，自旋或电荷这三个特征中理论上最大的黑洞。 切斯勒说，据我们所知，“这些黑洞不可能存在，或者严格地说，它们不可能自然存在”。
但是，如果有一个近似的极端黑洞怎么办？ 也就是说，其特征值之一逼近极值，但没有完全达到极值吗？ 这种黑洞在理论上是可能的。 我们能在这样的黑洞中观察到违反无毛定理的迹象吗？
上个月底发表的一篇论文表明确实存在这种可能性。 此外，该论文还指出，重力波天文台可以探测到这种“头发”。
马萨诸塞州大学和罗德岛大学的物理学家加拉夫·卡纳（Golaf Cana）是该论文的合著者之一。他说：“ Aretax建议在黑洞事件视界中还保留一些信息。测量这种“头发”的可能性。”
科学家特别指出，黑洞形成后残留的黑洞或扰动（例如掉入黑洞的物质）可能在极端黑洞的事件视界内或附近引起重力不稳定。 卡纳说：“我们希望看到与普通黑洞完全不同的重力信号。”
普林斯顿高等研究院的天体物理学家利亚·梅德罗斯（Leah Medros）表示，如果黑洞确实有毛发并且保留了有关黑洞过去的某些信息，那么这对于已故物理学家斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）提出的著名黑洞可能是个问题。 信息悖论会产生影响。 霍金的黑洞信息悖论改善了20世纪物理学的两大支柱之间的基本矛盾，即广义相对论和量子力学。 梅德罗斯说：“如果您违反一种假设（信息悖论），则您也许能够解决这种悖论。这些假设之一就是无毛定理。”
解决信息悖论的后果可能很广泛。 梅德罗斯说：“如果我们能够证明黑洞外的实际黑洞时空与我们预期的不一致，那么我认为这将对广义相对论产生巨大影响。” 十月，梅德罗斯（Medros）与他人合着了一篇论文。该论文讨论了观察到的黑洞几何形状是否与预测一致。
但是，最新论文中最令人兴奋的发现也许是它提供了一种将黑洞观测与基本物理学相结合的方法。 检测黑洞的毛发（也许是宇宙中最极端的天体物理学实验室）使我们能够以空前的方式探索诸如弦论和量子引力之类的理论。
梅德罗斯说：“弦论和量子引力的主要问题之一是，我们很难验证这些预测。因此，即使您有任何手段，即使要远程验证这些预测，也将非常令人惊讶。 。”
但是事情并非一帆风顺。 首先，我们无法确定是否存在近似的极端黑洞。 （Chessler说，最先进的模拟产生的黑洞仍比极端黑洞落后30％。）其次，即使存在类似的极端黑洞，我们仍然不知道引力波检测器是否足够敏感检测黑洞头发不稳定。
更重要的是，这些头发的预期寿命极短，可能只有几分之一秒。
但至少在理论上，本文是可靠的。 切斯勒说：“我认为科学界不会有人质疑它。这不是猜测。只是爱因斯坦的方程太复杂了，我们每年都可以发现它们的一些新特性。”
在下一步中，科学家将探索在重力波探测器中应寻找哪种信号。 这些重力波探测器包括目前正在使用的LIGO和Virgo等重力波观测站，或欧洲航天局的LISA等未来的天基探测器。
伊利诺伊大学厄本那-香槟分校的天体物理学家Helvey Witke说：“我们应该继续以此为基础计算引力辐射的频率，然后找出如何测量和识别引力辐射的方法。下一步，下一步，基于这项出色而重要的理论研究，我们将发现明显的特征。”
科学家也有充分的理由朝这个方向发展。 尽管证明论文是否正确的检测机会非常渺茫，但这样的发现不仅可以挑战爱因斯坦的相对论，而且可以证明存在近似的极端黑洞。
卡纳说：“我们真的很想知道这些怪物是否自然存在。这将对我们的研究领域产生巨大影响。”