无毛定理被验证了？

○ 研究人员首次在新形成黑洞的“铃宕”阶段探测到了两种音调。过去，研究人员认为只有一种音调可以被探测到，而额外的音调，即泛音，由于太过于微弱而无法被探测到。

研究人员将这项技术应用到GW150914事件中的实际数据中，他们专注在紧随啁啾峰值之后的最后几毫秒的信号。在考虑到这个信号中的泛音之后，他们辨别出了其中有一个声音是来自这个新生的黑洞。具体来说，他们确定了两种不同的音调，并且能够测量每种音调中的音高和衰减率。

研究人员解释说，他们探测到了一个由多个频率组成的整体引力波信号，这些频率以不同的速率衰减，就像组成声音的不同音高一样。每个频率或者音调都对应于新黑洞的振动频率。

根据爱因斯坦的广义相对论的预测，黑洞引力波的音调和衰减与质量和自旋有关。也就是说，一个具有一定质量和自旋的黑洞只能产生特定的音调和衰减。为了验证爱因斯坦的理论，研究小组利用广义相对论方程计算了新形成的黑洞的质量和自旋，得出了他们探测到的两个音调的音高和衰减。他们发现，计算的结果与之前其他人对黑洞质量和自旋的测量结果相符。

利用这一被称为黑洞光谱学的新技术，研究人员证实了黑洞确实没有毛发。正如19世纪末对原子光谱的测量，开启了恒星天体物理学的时代，而黑洞光谱学的到来，也将为我们理解黑洞和广义相对论带来全新的视角。

未来，随着现有引力波探测器不断的升级，以及更加灵敏的仪器的问世，研究人员能够使用这一方法“听到”其他新生黑洞的声音。如果他们碰巧听到的音调与广义相对论的预测不符，那将是一个令人兴奋的前景。而这正是一些物理学家所期待的，因为考虑到量子效应，爱因斯坦的理论很可能会崩溃。

在弱引力场的情况下，牛顿的引力理论通过了许多的检验。但随着引力变得越来越极端，比如两个黑洞并合的情况下，牛顿的理论就完全不适用了。同样地，当我们最终以越来越高的精确度探测来自黑洞的信号时，甚至连广义相对论也有一天可能无法通过检验。

自第一次探测到引力波已经四年过去了，而对引力波和黑洞的不断探索，正一点点地改变我们对引力、空间和时间的理解。

参考来源：

http://news.mit.edu/2019/ringing-new-black-hole-first-0912

https://www.caltech.edu/about/news/first-overtones-heard-ringing-black-hole

https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.123.111102

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-09/sf-bh091219.php

https://www.sciencemag.org/news/2019/09/black-hole-reverberations-suggest-cosmic-beasts-are-bald-cue-balls返回搜狐，查看更多