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霍金的大胆理论被有史以来最响亮的黑洞碰撞所证实
十年前，科学家们第一次听到宇宙隆隆作响。那引力波的首次发现证明了阿尔伯特·爱因斯坦的理论的关键预测广义相对论并开启了天文学的新时代。
现在，一项新的引力波发现标志着这一重大突破的周年纪念日。今天发表于物理评论快报，它测试了另一个科学巨人的理论，斯蒂芬·霍金.
什么是引力波？
引力波是结构中的“涟漪”时空以光速传播。它们是由高度加速的大质量物体引起的，例如碰撞黑洞或者被称为中子星的大质量恒星遗骸的合并。
这些在宇宙中传播的涟漪于 2015 年 9 月 14 日首次由双激光干涉仪引力波天文台 （利戈）探测器。
第一个信号，称为GW150914，起源于两个黑洞的碰撞，每个黑洞的质量都是太阳的30倍以上，距离地球超过十亿光年。
这是引力波的第一个直接证明，正如 100 年前爱因斯坦相对论所预测的那样。这一发现导致授予2017年诺贝尔物理学奖感谢 Rainer Weiss、Barry Barish 和 Kip Thorne 在 LIGO 合作方面的开创性工作。
不到十年的时间内发出数百个信号
自 2015 年以来，LIGO 已观测到 300 多个引力波，以及意大利处女座和日本卡格拉探测器。
就在几周前，国际 LIGO/Virgo/KAGRA 合作发布了他们第四次观测的最新结果，使已知引力波的数量增加了一倍多。
现在，在首次发现十年后，包括澳大利亚研究委员会卓越中心的澳大利亚科学家在内的国际合作引力波发现 （奥兹重力），宣布了一种新的引力波信号 GW250114。
该信号几乎是第一个引力波信号的翻版，GW150914。
这黑洞造成GW250114的碰撞具有与GW150914非常相似的物理特性。然而，由于过去十年引力波探测器的重大升级，新信号的观察更加清晰（几乎是GW150914的四倍）。
令人兴奋的是，它让我们能够测试另一位开创性物理学家的想法。
霍金也是对的
50多年前，物理学家斯蒂芬·霍金和雅各布·贝肯斯坦独立制定了一套法律描述黑洞。
霍金黑洞力学第二定律，也称为霍金面积定理，指出黑洞的事件视界面积必须始终增加。换句话说，黑洞不能缩小。
与此同时，贝肯斯坦表明，黑洞的面积与其熵直接相关，熵是无序的科学衡量标准。第二定律热力学告诉我们熵必须永远增加：宇宙总是越来越混乱。由于黑洞的熵也必须随着时间的推移而增加，它告诉我们它的面积也必须增加。
我们如何检验这些想法？事实证明，碰撞黑洞是完美的工具。
最近这项测量的精确性使科学家能够对霍金面积定理进行迄今为止最精确的测试。
以前使用第一个检测进行测试，GW150914，表明信号与霍金定律非常吻合，但无法最终证实。
黑洞是令人惊讶的简单物体。黑洞的地平线面积取决于其质量和自旋，这是描述天体物理黑洞的唯一必要参数。反过来，质量和自旋决定了引力波的样子。
通过分别测量来袭的一对黑洞的质量和自旋，并将其与碰撞后留下的最终黑洞的质量和自旋进行比较，科学家们能够将两个单独碰撞的黑洞的面积与最终黑洞的面积进行比较。
数据与该面积应该增加的理论预测非常吻合，毫无疑问地证实了霍金定律。
接下来，我们将考验哪位科学巨人？未来的引力波观测将使我们能够测试更多奇特的科学理论，甚至可能探测宇宙中缺失成分的性质——暗物质和暗能量.
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