霍金是對的！MIT證實黑洞面積定理

已故英國知名理論物理學家史蒂芬·霍金，生前提出的「黑洞面積定理」，美國麻省理工學院（MIT）透過觀測黑洞重力波，證實霍金的理論是對的。

黑洞是一種能夠吞噬幾乎所有物質的天體。事件視界（Event Horizon）是科學家為黑洞假想的一個邊界的概念，在這個邊界以內所有的物質都無法逃逸。霍金在1971年提出的理論認為，黑洞的事件視界的面積不會隨著時間的推移而縮小。這就是著名的霍金黑洞面積定理。

黑洞面積定理的提出在黑洞研究史上非常重要，此後物理學家們開啟了黑洞熱力學的研究，提出了非常黑洞熵、霍金輻射等多個與黑洞有關的重要理論。但多年來，物理學家們只是利用數學方法證實了黑洞面積定理，從未被觀測證實過。

雷射干涉重力波天文臺（LIGO）在2015年探測到人類史上第一個重力波訊號GW150914，來自雙黑洞合併，不過當時研究人員還沒有能力從訊號中挑選恰當數據來檢驗。直到現在，麻省理工學院研究團隊開發一項技術來提取 GW150914峰值之後的殘響（reverberation），挑出特定頻率計算出新黑洞的質量與自旋，藉由這些資訊可進一步得知黑洞合併前後的表面積變化。

研究顯示，兩個質量分別是太陽的36倍和29倍的黑洞合併的過程，發出了這個信號，估計這個事件發生在距今13億年前。重力波就像是一個劇烈的撞擊事件，所發出的巨大能量在時空中所產生的漣漪。

在這項新研究中，物理學家重新分析了黑洞碰撞前後GW150914發出的信號，證實合併後事件視界的總面積並沒有減少，合併前兩個黑洞的總視界為23.5萬平方公里，而合併後為36.7萬平方公里。可惜的是霍金已於2018年離世，沒能親自見證LIGO數據佐證了他此生心血之一。

這份研究的負責人麻省理工學院研究員伊西（Maximiliano Isi）說：「數據明顯表明，視界面積在合併後增加了，這說明（霍金提出的）面積理論有很大的可能性是正確的。」研究稱，這份報告數據的可信度高達95%。

這是科學家們首次通過直接觀測證實霍金黑洞面積定理。這份研究7月1日發表於《物理評論快報》（Physical Review Letters）。◇