布莱恩·科柏林，《今日宇宙》 相对论和量子论的冲突导致了防火墙悖论
信用:杰里米·帕金斯/恩普拉什 广义相对论是一个非常复杂的数学理论，但是它对黑洞的描述却非常简单
一个稳定的黑洞只能用三个属性来描述:它的质量、电荷以及它的旋转或自旋
因为黑洞不太可能有太多电荷，它只需要两个属性
如果你知道黑洞的质量和自旋，你就知道关于黑洞的一切
这个性质通常被总结为无毛定理
具体来说，该定理断言，一旦物质落入黑洞，唯一剩下的特征就是质量
你可以用太阳的氢、椅子或祖母阁楼上的旧《国家地理》来制造一个黑洞，不会有什么不同
就广义相对论而言，质量就是质量
在任何情况下，黑洞的视界都是完美平滑的，没有额外的特征
正如雅各布·贝肯斯坦所说，“黑洞没有头发
" 尽管广义相对论具有预测能力，但它在量子理论方面存在问题
黑洞尤其如此
如果无毛定理是正确的，当一个物体穿过视界时，它内部的信息就会被破坏
量子论说信息永远不会被破坏
因此有效的引力理论与有效的量子理论是矛盾的
这导致了诸如防火墙悖论这样的问题，它不能决定事件视界应该是热的还是冷的
房间内的温度是标量场的一个例子
信用:卢卡斯维埃拉 已经提出了几种理论来解决这个矛盾，通常涉及到相对论的扩展
标准相对论和这些修正的理论之间的差异只能在极端情况下看到，这使得它们很难进行观察性的研究
但是《物理评论快报》上的一篇新论文展示了如何通过黑洞的旋转来研究它们
许多修正的相对论有一个标准理论中没有的额外参数
它被称为无质量标量场，允许爱因斯坦的模型以不矛盾的方式与量子理论相联系
在这项新工作中，研究小组观察了这种标量场如何与黑洞的旋转相联系
他们发现，在低自旋时，修正后的黑洞与标准模型无法区分，但在高旋转时，标量场允许黑洞具有额外的特征
换句话说，在这些替代模型中，快速旋转的黑洞可以有毛发
旋转黑洞令人毛骨悚然的一面只能在事件视界附近看到，但它们也会影响合并黑洞
正如作者指出的，未来的引力波观测站应该能够使用快速旋转的黑洞来确定广义相对论的替代方案是否有效
到目前为止，爱因斯坦的广义相对论已经通过了所有的观测挑战，但是它可能会在宇宙最极端的环境中崩溃
诸如此类的研究表明，我们也许能够发现接下来的理论
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