黑洞本身描述起来相当简单，人类只观测到黑洞的数项属性，也就是它的质量、电荷（通常为零）和自旋（或者称为自转）而已。黑洞是如何形成的？这一点并不重要。到头来，所有黑洞都拥有一模一样的普遍结构。

当你细想这一点，你会发觉它很古怪：将足够多的铁和岩石扔到一起，你就得到一颗行星；将氢和氦扔到一起，你能创造出一颗恒星；但在制造黑洞时，你可以将碎草屑、泡泡糖和《哈利·波特》旧书丢到一块，照样会得到黑洞，与你仅用纯氢制造的黑洞是同一类。

黑洞的古怪行为被称为“无毛定理”（no hair theorem），而且与黑洞信息佯谬（Black hole information paradox）有关。简而言之，因为宇宙中的一切都能被一定量的信息描述，而且物体不可能凭空消失，所以宇宙中的信息总量应当保持恒定。假如你丢一把椅子到一个黑洞里，它仅仅增加了黑洞的质量和自旋（角动量），而关于椅子颜色、它的材质是木头还是钢、它是高还是矮的所有信息都丢失了。那么，这些信息到底去了哪里？

黑洞剥夺物体的信息

黑洞信息佯谬的一种解答或许要归功于斯蒂芬·霍金。1974年，霍金论证出黑洞的事件视界可能不是绝对的。由于量子不确定性的存在，黑洞会放射出微量的光，而这现在被称为霍金辐射（Hawking radiation）。

霍金辐射从未被人观测到，但假如它确实存在，那么物体进入黑洞后丢失的信息也许能通过这些光被送出黑洞。这意味着，那些信息并未真正地丢失。

假如霍金辐射是真的，那也意味着黑洞遵循热力学法则。这个想法最早由美籍以色列裔物理学家雅各布·贝肯斯坦（Jacob Bekenstein）提出。假如黑洞放射出光，那么它们必然拥有温度。从贝肯斯坦的想法起步，多位物理学家已经表明，对于黑洞来说，存在着一套名叫黑洞热力学的定律。

既然你在阅读本文，那么你大概对热力学第二定律很熟悉，该定律表示任何系统的熵必然在增大。正是由于这个原因，一杯热咖啡才随着时间流逝而逐渐变冷，同时些微地加热房间，直至咖啡与室温达到同一温度。你永远看不到一杯冷咖啡在加热的同时让房间温度微微降低。热力学第二定律的另一种表述是热量总是从热物体流向周围较冷的物体。

引力波数据显示出黑洞事件视界面积的增加

对于黑洞来说，热力学第二定律适用于黑洞的事件视界面积。黑洞的霍金温度与事件视界面积有关。黑洞越大，霍金温度就越低。于是，黑洞热力学的第二定律表示，对于任何一次黑洞合并而言，熵一定增大。那意味着合并后的黑洞的表面积一定比原先的两个黑洞的表面积总和更大。这被称为霍金黑洞面积定理。

当然，以上这些都是数学理论。我们依据对于物理学的理解而给出这些预期，但要证明理论正确就是另一码事了。如今，《物理评论快报》（Physical Review Letters ）刊出的一份研究给予了我们证明霍金黑洞面积定理属实的证据。

研究团队审视了对于两个黑洞合并的首次观测数据。该黑洞合并事件被称为GW150914，是一个29倍太阳质量的黑洞与一个36倍太阳质量的黑洞之间的合并。

研究团队对于黑洞合并产生的引力波数据使用一种新分析方法，从而计算出原先两个黑洞的事件视界面积。当他们将上述面积与最后生成的62倍太阳质量黑洞的事件视界面积进行比较，发现黑洞面积增加了。

这项研究的置信水平为97%，这说明研究结果不错，但还不够强，不足以被视为铁板钉钉的证据。然而，这个研究方法能应用于其他黑洞合并事件，并且这是科学家首次给出真实的证据来证明黑洞热力学不仅仅是个学说而已。

资料来源：

Hawking Made a Prediction About Black Holes, and Physicists Just Confirmed it

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