事件視界永遠不會縮小，觀測首度證實霍金黑洞面積定理
即使是宇宙最極端的物體，也必須遵守某些物理規則。50 年前，理論物理學家史蒂芬·霍金根據廣義相對論推導並證明「黑洞面積永不縮小」，現在科學家首透過重力波觀測證實該理論，在兩個黑洞合併成新黑洞的 GW150914 事件中，事件視界總面積確實沒有減少。
黑洞周遭沒有任何事物可以逃脫的邊界稱為事件視界（event horizon），1971 年時，霍金利用數學公式證明黑洞視界表面積永遠不會隨時間推移而減少，也就是如果有 2 個黑洞合併形成新黑洞，則後者面積不會小於原先 2 個黑洞面積之和。
接著，當年還只是名學生的以色列裔美國理論物理學家雅各布·貝肯斯坦（Jacob Bekenstein）借用霍金黑洞面積永不減小理論，進一步提出黑洞熵概念，指出黑洞表面積與它的熵成正比，如此一來黑洞視界表面積成為了黑洞熵（entropy）的量度，而因為黑洞隨著時間推移吞噬更多物質，質量與表面積皆增加，因此熵也會跟著持續增加，如此便不會違反熱力學第二定律，即封閉系統的熵（無序）不會隨時間減少。
雖然黑洞隨著尺寸增長轉速也會加快，因自旋增加會導致事件視界表面積減少，但霍金認為黑洞質量增加的表面積永遠大於自旋引起的表面積減少。
2016 年，LIGO 宣布於 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，霍金聽聞此消息後立刻聯絡上 LIGO 聯合創始人之一、美國理論物理學家基普·索恩（Kip Thorne），詢問該檢測是否能夠證實黑洞面積不減定理。
然而當年，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 Maximiliano Isi 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。
最終結果出爐，研究人員算出 2 個黑洞合併前事件視界總面積約 235,000 平方公里（約台灣面積 6.5 倍）；黑洞合併後事件視界面積則增加到 367,000 平方公里（約台灣面積 10.1 倍），以壓倒性的數據證明霍金黑洞面積不減定理。
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。
不過值得注意的是，黑洞事件視界面積應該是「短期內」不會減少，真正的謎團在科學家嘗試結合廣義相對論（大物體遵循的物理規則）與量子力學（極小物體遵循的物理規則）後才剛剛開始。
根據廣義相對論，黑洞不會縮小；但若根據量子力學，則黑洞會透過奇怪量子效應自邊緣散發熱輻射，也就是霍金後來提出的另一個定理「霍金輻射」，後者指出黑洞將在很久很久以後（當今宇宙年齡的數倍）蒸發殆盡，也就是說黑洞的事件視界面積很久之後還是會縮小，違反了現在的黑洞面積不減定理。
也許短期內不會見證黑洞蒸發，對物理學家來說是一個小小安慰？新論文發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）。
A Major Prediction Stephen Hawking Made About Black Holes Has Finally Been Observed
Physicists observationally confirm Hawking’s black hole theorem for the first time
（首圖來源：加州理工學院）
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