宇宙深處傳來(lái)的一聲“巨響”，以前所未有的清晰度，證實(shí)了物理學(xué)巨擘史蒂芬·霍金50年前的偉大預(yù)言！

是的，你沒(méi)有看錯(cuò)。就在剛剛過(guò)去的9月10日，《物理評(píng)論快報(bào)》發(fā)表重磅研究，LIGO-Virgo-KAGRA（LVK）國(guó)際合作組織宣布，迄今為止“史上最強(qiáng)”的引力波信號(hào)GW250114，如同宇宙中的一聲吶喊，不僅帶來(lái)了兩個(gè)黑洞合二為一的宇宙奇觀，更一錘定音，驗(yàn)證了現(xiàn)代物理學(xué)的兩大黑洞基礎(chǔ)理論。

◆ 01 霍金預(yù)言成真，黑洞的“熵”只增不減

還記得霍金嗎？這位坐在輪椅上探索宇宙的巨人，在1971年提出了一個(gè)驚人的理論：黑洞的事件視界面積永不減小。這，就是著名的“霍金面積定律”，又被稱(chēng)為黑洞力學(xué)第二定律。

這是什么意思？

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是兩個(gè)黑洞一旦合并，新生成的那個(gè)“超級(jí)黑洞”的表面積，一定會(huì)比原來(lái)兩個(gè)黑洞的表面積加起來(lái)還要大。

這就像往咖啡里倒牛奶，你永遠(yuǎn)無(wú)法讓它們?cè)俜珠_(kāi)。黑洞的合并，是一條無(wú)法回頭的單行道，混亂程度（也就是物理學(xué)上的“熵”）只增不減。

這個(gè)定律極其重要，因?yàn)樗谝淮螌⒚枋鲆Φ膹V義相對(duì)論和描述熱現(xiàn)象的熱力學(xué)緊密聯(lián)系起來(lái)，是通往“萬(wàn)物理論”的關(guān)鍵一步。但半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，它始終只是一個(gè)天才的理論預(yù)言。

直到GW250114的到來(lái)。

這次的引力波信號(hào)異常清晰，信噪比高達(dá)80，而十年前那次開(kāi)創(chuàng)歷史的發(fā)現(xiàn)，信噪比僅為26。科學(xué)家們利用這個(gè)“高清”信號(hào)，以前所未有的精度測(cè)量了合并前后的黑洞。

結(jié)果令人震撼：兩個(gè)黑洞的初始總面積約為24萬(wàn)平方公里（大約相當(dāng)于英國(guó)的國(guó)土面積），而合并后的新黑洞面積暴增至約40萬(wàn)平方公里（接近瑞典的大?。?。

宇宙用最響亮的聲音，為霍金的理論完成了簽名。

◆ 02 黑洞“無(wú)毛”，宇宙最純粹的極簡(jiǎn)主義者

如果說(shuō)霍金的定律揭示了黑洞的“宿命”，那么這次的發(fā)現(xiàn)還揭示了黑洞的“本性”。

長(zhǎng)期以來(lái)，物理學(xué)家相信黑洞是宇宙中最簡(jiǎn)單的天體，遵循“無(wú)毛定理”——無(wú)論它吞噬了什么，最終都只剩下三個(gè)性質(zhì)：質(zhì)量、自旋和電荷。

對(duì)于不帶電的天體黑洞，更是簡(jiǎn)單到只剩質(zhì)量和自旋。這種由新西蘭數(shù)學(xué)家羅伊·克爾在1963年描述的黑洞，被稱(chēng)為“克爾黑洞”。

一顆恒星的性質(zhì)可能需要寫(xiě)滿(mǎn)好幾本書(shū)來(lái)描述，而一個(gè)比太陽(yáng)重幾百萬(wàn)倍的黑洞，卻只需要兩個(gè)數(shù)字。這，大概就是宇宙的終極“斷舍離”了吧。

當(dāng)黑洞合并后，新生的黑洞會(huì)像被敲響的大鐘一樣振動(dòng)，發(fā)出被稱(chēng)為“鈴振”（Ringdown）的引力波“聲音”。克爾的理論精確預(yù)測(cè)了這口“鐘”會(huì)發(fā)出哪些“音調(diào)”（準(zhǔn)簡(jiǎn)正模）。

過(guò)去我們只能聽(tīng)到最響亮的那個(gè)基音。但GW250114的信號(hào)實(shí)在太完美了，科學(xué)家們首次從中清晰地分辨出了兩種不同的音調(diào)——基頻和它的第一個(gè)泛音。

而這兩個(gè)音調(diào)的頻率和衰減方式，與克爾黑洞的理論預(yù)測(cè)完美契合！

◆ 03 一聲來(lái)自百億光年外的“吶喊”

為什么這次的發(fā)現(xiàn)如此重要？一切都要?dú)w功于GW250114這個(gè)信號(hào)本身。

它來(lái)自于兩個(gè)約32倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞的暴力合并。伯明翰大學(xué)的科學(xué)家將其形容為“一聲從悄悄話(huà)變成的吶喊”。

這聲“吶喊”的背后，是人類(lèi)科技十年來(lái)的飛躍。從2015年首次捕捉到引力波的“驚鴻一瞥”，到今天能聽(tīng)到如此清晰的“宇宙交響樂(lè)”，引力波探測(cè)器的靈敏度實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

這次的重大突破，不僅讓我們對(duì)黑洞的理解進(jìn)入了“精測(cè)時(shí)代”，更為探索宇宙最深層的奧秘打開(kāi)了一扇全新的大門(mén)。愛(ài)因斯坦的理論再次經(jīng)受住了最嚴(yán)苛的考驗(yàn)，而霍金的遠(yuǎn)見(jiàn)，在星辰大海的盡頭，得到了最終的回響。

參考文獻(xiàn)：

A. G. Abac et al. (LIGO Scientific, Virgo, and KAGRA Collaborations), "GW250114: Testing Hawking's Area Law and the Kerr Nature of Black Holes," Physical Review Letters 135, 111403 (2025). DOI: 10.1103/kw5g-d732. 4