​“无毛”定理是什么 它与爱因斯坦广义相对论之间有什么关系

“无毛”定理是什么 它与爱因斯坦广义相对论之间有什么关系

一项新的物理学突破表明爱因斯坦的广义相对论是如何继续成立的，即使是对于“无毛”的黑洞。黑洞是时空区域，那里的引力是如此之强，以至于没有任何东西，甚至光，都无法逃脱被拖入和“吃掉”的地方。爱因斯坦的广义相对论预言了黑洞的存在，无论这样的物体“吃”什么，黑洞的特征只在于它们的质量、自旋和电荷。天体物理学家称之为“无毛”定理。

但是这个定理有一个挥之不去的障碍：磁场。为了让无毛定理成立，“吃”物质不应该改变黑洞的主要特征。但是，虽然黑洞可以通过强磁场“诞生”，但它们也可以通过“吃”某些物质来获得它们，而等离子体云可以维持黑洞周围的这些磁场。

物理学家通过使用超级计算机模拟被等离子体包围的黑洞来研究这个障碍。在这项研究中，他们发现即使黑洞具有持续磁场，“无毛”定理和爱因斯坦的理论仍然适用。

“无毛猜想是广义相对论的基石。”该研究的合著者、纽约市熨斗研究所计算天体物理学中心 (CCA) 的研究员、新泽西州普林斯顿大学的博士后巴特·里珀达 (Bart Ripperda) 在一份声明中说。“如果一个黑洞有一个长寿命的磁场，那么无毛猜想就被违反了。幸运的是，等离子体物理学的一个解决方案使无毛猜想免于被打破。”

在他们的模拟中，研究人员发现黑洞周围的磁场可以演化。他们的模拟表明，黑洞周围的磁场线会迅速分裂并重新连接。这种现象产生了由磁场激发的等离子体袋，它们会冒泡并被喷射到太空中或被黑洞吞噬。

“理论家没有想到这一点，因为他们通常将黑洞置于真空中。”里珀达说。“但在现实生活中，经常有等离子体，等离子体可以维持并带来磁场。这必须符合你的无毛猜想。”

然而，真正拯救了无毛定理的是，科学家们发现这个过程很快耗尽了磁场，直到它完全消失。

这种损耗发生得非常快：速度为光速的 10%。

“快速重新连接挽救了无毛猜想。”里珀达说。