理论研究暗示快速旋转的黑洞可能分裂

一项新的理论研究暗示，以极端速度旋转的黑洞可能会分裂成两个，这种现象将挑战当前对黑洞行为的科学理解。

热力学障碍

黑洞通常预期会合并而不是分裂。研究人员指出，分裂的主要障碍是热力学，特别是熵的概念，它描述了系统在外观不变的情况下可以拥有的微观排列数量。

根据丹麦南丹麦大学（University of Southern Denmark）的说法，对于一个不旋转的黑洞，分裂成两个较小的黑洞会减少总熵，使得该过程“在热力学上不利”。

极端旋转的作用

这项发表在《物理评论 D》（Physical Review D）上的研究，标题为“当黑洞承认裤子状拓扑结构时”（When Black Holes Admit Pair-of-pants Topologies），表明快速旋转可能会在这些物理规则中创造一个漏洞。该团队的计算表明，一个旋转速度足够快的黑洞有可能克服通常的热力学限制。

然而，该研究的合著者、那不勒斯费德里科二世大学（University of Naples Federico II）和丹麦南丹麦大学的物理学教授弗朗切斯科·桑尼诺（Francesco Sannino）指出，关于最终形成的物体存在一个重大限制。“但这两个形成的黑洞也必须能够分离，而不是立即落回一起。当我们包含这一要求时，窗口再次 largely 关闭，除非可能是那些旋转速度接近其最大可能速率的黑洞，”桑尼诺说。

额外维度与探测

研究人员还调查了涉及日常生活经验之外的额外维度的理论情景。在一些涉及额外维度的理论模型中，类黑洞物体会变得不稳定并发生碎片化。在这些情况下，分裂可能变得在热力学上有利，特别是如果一个形成的黑洞比另一个小得多时。

虽然尚未确认任何黑洞分裂事件，但科学家认为可能存在找到间接证据的方法。桑尼诺表示：“我们可能会间接探测到分裂：像费米 - 大型面积望远镜（Fermi-LAT）这样的伽马射线望远镜可以搜索在合并过程中可能形成的微小黑洞碎片发出的信号。”

为什么这很重要

确定黑洞是否可以分裂取决于引力在爱因斯坦广义相对论之外的行为方式。研究人员指出，微小的原初黑洞可能比更大的天体物理黑洞更容易发生分裂。

来源（英文）

• sciencedaily.com: Scientists just found a loophole that could let black holes split in two | ScienceDaily
• yahoo.com: Scientists find loophole that lets black holes split apart

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