黑洞合并质量达太阳63倍，验证爱因斯坦与霍金理论

此次研究进展距离引力波的首次发现已过去十年。激光干涉引力波天文台（LIGO）最新探测到一次黑洞合并产生的新引力波，该合并形成了一个相当于太阳质量63倍的黑洞。有趣的是，这个黑洞正以每秒100转的速度旋转。新数据为爱因斯坦和霍金提出的基础理论预测提供了"迄今最清晰的证据"。

2015年科学家首次发现引力波（时空涟漪），十年后迎来这一重大进展。多年来，LIGO通过设备与技术的升级，能够更清晰地观测黑洞合并及其产生的引力波。哥伦比亚大学天体物理学家马克西米利亚诺·伊西表示："这对新发现的黑洞与2015年历史性首测的那对几乎如出一辙。但如今仪器先进得多，我们能以十年前不可能实现的方式分析信号。"他补充道："我们找到了迄今最有力的证据，证明天体物理黑洞正是爱因斯坦广义相对论预言的黑洞。"

大质量恒星死亡时会形成黑洞。黑洞密度极大，其引力可使任何物质（包括光）无法逃脱。两个黑洞的剧烈碰撞会产生引力波，这些时空涟漪具有独特性，能让科学家推知碰撞天体的特性。有趣的是，此次研究人员成功捕获了新合并黑洞完整的"嗡鸣"。相比过去最终回波过于微弱难以从初始碰撞中分离的情况，这是一次重大突破。伊西团队开发的新方法成功分离出合并后黑洞最终微弱嗡鸣的特定"音调"。精确测量使团队能可靠分离出持续仅毫秒级的信号。伊西表示："十毫秒听起来很短，但如今仪器如此精密，这段时间足以让我们真正分析最终黑洞的嗡鸣。"

借助更高质量的数据，科学家证实了存在数十年的猜想：黑洞竟是"简单天体"。他们发现根据物理学家罗伊·克尔1963年提出的方程，合并黑洞仅需质量和旋转两个属性就能完整描述。观测结果还为霍金提出的"面积定理"提供了坚实证据——该定理认为黑洞事件视界（不归点）的大小只会增加。得益于分辨率提升四倍的数据，科学家现在对霍金定理的正确性信心大增。该定理的证实暗示其与热力学第二定律（系统熵值必须增加或保持恒定）存在关联。伊西指出："黑洞事件视界的大小表现得像熵，这具有深刻的理论意义，意味着黑洞的某些特性可用于数学探索时空的本质。"

随着探测器灵敏度预计将提升十倍，科学家预计未来的引力波探测将揭示更多黑洞奥秘。该研究成果于9月10日发表在《物理评论快报》上。

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