著名的史蒂芬霍金关于黑洞的理论得到了证实

　　斯蒂芬·霍金最著名的一个定理被证明是正确的，它利用了两个遥远的黑洞合并产生的时空涟漪。
　　黑洞面积定理，霍金在1971年从爱因斯坦的广义相对论导出，指出黑洞的表面积不可能随着时间的推移而减小。物理学家们对这条规则很感兴趣，因为它与另一条规则密切相关，这条规则似乎设定了时间向某一特定方向运行：热力学第二定律，该定律规定封闭系统的熵或无序度必须总是增加。因为黑洞的熵与它的表面积成正比，两者都必须增加。
　　根据这项新的研究，研究人员对面积定律的确认似乎意味着黑洞的性质是支配宇宙的隐藏定律的重要线索。奇怪的是，面积定律似乎与这位著名物理学家的另一个已被证明的定理相矛盾：黑洞应该在非常长的时间尺度上蒸发，因此弄清这两种理论之间矛盾的根源可以揭示新的物理学。
　　＂黑洞的表面积不能减小，这就像热力学第二定律。它也有质量守恒，因为你不能减少它的质量，所以这类似于能量守恒，＂麻省理工学院的天体物理学家MaximilianoIsi说＂哇，这是一个很酷的类比。黑洞有熵，熵与它们的面积成正比。这不仅仅是一个有趣的巧合，而是他们揭示的关于这个世界的一个深刻事实。＂
　　黑洞的表面积是由一个称为事件视界的球形边界确定的，超过这一点，任何东西，甚至光，都无法逃脱它强大的引力。根据霍金对广义相对论的解释，当一个黑洞的表面积随着其质量的增加而增加时，由于抛入其中的任何物体都不能离开，所以它的表面积就不能减少。但黑洞的表面积也会随着旋转次数的增加而缩小，因此研究人员想知道是否有可能将一个物体以足够的强劲速度抛入黑洞，使黑洞旋转到足够快，足以缩小其面积。
　　＂你可以让它旋转得更快，但不足以抵消你刚才增加的质量，＂伊西说，＂不管你做什么，质量和旋转都会使你得到一个更大的面积。＂
　　为了验证这一理论，研究人员分析了引力波，即时空结构中的涟漪，这是13亿年前两个巨大的黑洞在高速旋转时产生的。这是先进的激光干涉仪引力波天文台（LIGO）在2015年首次探测到的波，这是一束1864英里长（3000公里）的激光束，能够通过改变其路径长度来探测时空中最轻微的扭曲。
　　通过将信号分成两半（在黑洞合并前后），研究人员计算了两个原始黑洞和新合并黑洞的质量和自旋。这些数字反过来又使他们能够计算出碰撞前后每个黑洞的表面积。
　　＂当它们以越来越快的速度绕着对方旋转时，引力波的振幅越来越大，直到它们最终插入对方体内，形成这一巨大的爆发波，＂伊西说，＂剩下的是一个处于激发态的新黑洞，你可以通过分析它的振动来研究它。就好像你敲响一个铃铛，铃铛的具体音调和持续时间会告诉你铃铛的结构，以及铃铛的材质。＂
　　新形成的黑洞的表面积大于最初两个黑洞的总和，证实了霍金面积定律的置信度超过95%。根据研究人员的说法，他们计算的结果与他们预期的结果基本一致。广义相对论的面积定律的起源在描述黑洞和其他大尺度物体方面做得非常有效。
　　然而，当我们试图将广义相对论（大物体的规则）与量子力学（非常小的物体的规则）结合起来时，真正的奥秘就开始了。奇怪的事情开始发生，破坏了我们所有的硬性规定，完全违反了面积守恒定律。
　　这是因为根据广义相对论，黑洞不能收缩，但根据量子力学，它们可以收缩。表面积定律的诠释者英国物理学家也提出了一个被称为霍金辐射的概念，即通过奇异的量子效应在黑洞边缘发射出一团粒子雾。这种现象导致黑洞收缩，最终在比宇宙年龄长几倍的时间内蒸发。这种蒸发可能在时间尺度上发生足够长的时间，在短期内不会违反面积定律，但这对物理学家来说是一个小小的安慰。
　　＂从统计上看，在很长一段时间内，貌似定律是被违反的，＂伊西说，＂就像沸水一样，你的锅里蒸发出蒸汽，但是如果你只局限于观察里面消失的水，你可能会说锅的熵在减少。但是如果你把蒸汽也考虑进去，你的总熵就增加了。黑洞和霍金辐射也是如此。＂
　　由于面积定律适用于中短时间范围，研究人员下一步将分析从更多引力波中获得的数据，从黑洞中获得更深入的见解。
　　＂我痴迷于这些物体，因为它们是这么矛盾。伊西说：＂它们极其神秘，令人困惑，但同时我们知道它们是现存最简单的物体。这一点，加上它们是引力与量子力学交汇的地方，使它们成为我们理解现实的完美场所。＂