颠覆霍金猜想！数学家证明极端黑洞可能存在

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文章摘要

霍金在1973年提出的黑洞热力学第三定律认为极端黑洞不可能存在，但这一理论最近被数学家克里斯托夫·凯勒和瑞安·昂格尔的数学证明所颠覆。极端黑洞是一种特殊类型的黑洞，其表面或事件视界的引力为零，表面不吸引任何物体，但粒子仍无法从黑洞中心逃逸。由于黑洞的温度与表面重力成正比，极端黑洞没有温度，无法发射热辐射，这与霍金辐射理论相矛盾。

凯勒和昂格尔通过数学方法证明了极端黑洞的存在，并且这种黑洞的存在不会导致裸奇点的存在。裸奇点的存在将破坏宇宙的因果性，允许违反因果关系的行为。他们的研究为广义相对论、量子力学、弦理论等前沿领域提供了新的见解。

极端黑洞的形成与黑洞的电荷量和转速有关。当带电荷的物质掉入黑洞后，由于角动量守恒，黑洞的自旋转速度会增加，同时黑洞本身也会带上电荷。理论上，随着黑洞吸入越来越多的物质，其电荷量和转速将无限增大，从而形成极端黑洞。然而，1973年霍金等人提出，极端黑洞不可能形成，因为任何允许黑洞电荷或自旋达到极限的过程都可能导致黑洞视界完全消失。

凯勒和昂格尔在研究带电黑洞的形成过程中意外发现了极端黑洞的存在。他们从一个不旋转、没有电荷的黑洞开始，模拟了它在标量场中可能发生的情况。通过磁场脉冲冲击黑洞，增加其电荷量，从而构建了一个具有极高电荷量的黑洞。他们的论文提出了一种新的特征粘连方法，展示了如何构造黑洞内部的结构、分析黑洞形成和演化的过程。

尽管数学方法证明了极端黑洞理论的存在，但目前人类还没有观测到明显带有电荷的黑洞。凯勒和昂格尔希望构建一个模型，让黑洞能够在自旋速度上达到极限，但这是一个数学上的挑战。他们的研究不仅颠覆了霍金的猜想，也为广义相对论的验证提供了重要支持。在2023年，凯勒等人通过一项1000页的研究证明了缓慢自旋的黑洞在数学意义上是稳定的，这对于验证广义相对论具有重要意义。