แม้จะมีลักษณะลึกลับของหลุมดำ แต่เชื่อกันว่าหลุมดำบาคาร่าเว็บตรงทำตามกฎง่ายๆ ปัจจุบัน กฎหลุมดำที่มีชื่อเสียงที่สุดข้อหนึ่งซึ่งนักฟิสิกส์สตีเฟน ฮอว์คิงทำนายไว้ ได้รับการยืนยันด้วยคลื่นความโน้มถ่วง
ตามทฤษฎีบทพื้นที่หลุมดำซึ่งพัฒนาโดย Hawking ในต้นปี 1970 หลุมดำไม่สามารถลดพื้นที่ผิวได้เมื่อเวลาผ่านไป ทฤษฎีบทพื้นที่ดึงดูดใจนักฟิสิกส์เพราะมันสะท้อนกฎฟิสิกส์ที่รู้จักกันดีซึ่งความผิดปกติหรือเอนโทรปีไม่สามารถลดลงเมื่อเวลาผ่านไป แต่เอนโทรปีจะเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ ( SN: 7/10/15 )
วิล ฟาร์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Stony Brook ในนิวยอร์ก
และสถาบัน Flatiron ในนิวยอร์กซิตี้ กล่าวว่า “นั่นเป็นคำใบ้ที่น่าตื่นเต้นที่พื้นที่หลุมดำเป็นสิ่งที่พื้นฐานและสำคัญ”
พื้นที่ผิวของหลุมดำเพียงแห่งเดียวจะไม่เปลี่ยนแปลง ท้ายที่สุดแล้ว ไม่มีอะไรสามารถหลบหนีจากภายในได้ อย่างไรก็ตาม หากคุณโยนบางสิ่งลงในหลุมดำ วัตถุนั้นจะมีมวลมากขึ้น และเพิ่มพื้นที่ผิวของมัน แต่วัตถุที่เข้ามาสามารถทำให้หลุมดำหมุนได้ ซึ่งทำให้พื้นที่ผิวลดลง กฎหมายพื้นที่กล่าวว่าการเพิ่มขึ้นของพื้นที่ผิวอันเนื่องมาจากมวลที่เพิ่มขึ้นจะมีค่ามากกว่าพื้นที่ผิวที่ลดลงเนื่องจากการหมุนที่เพิ่มขึ้นเสมอ
เพื่อทดสอบกฎของพื้นที่นี้ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ MIT Maximiliano Isi, Farr และคนอื่นๆ ได้ใช้ระลอกคลื่นในกาลอวกาศซึ่งกวนขึ้นโดยหลุมดำสองหลุมที่หมุนวนเข้าด้านในและรวมเป็นหลุมดำที่ใหญ่กว่าหนึ่งหลุม พื้นที่ผิวของหลุมดำถูกกำหนดโดยขอบฟ้าเหตุการณ์ ซึ่งเป็นขอบเขตจากภายในที่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะหลบหนี ตามทฤษฎีบทพื้นที่ พื้นที่ของขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำที่เพิ่งก่อตัวขึ้นใหม่ควรมีขนาดใหญ่เท่ากับพื้นที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำดั้งเดิมสองหลุมรวมกันเป็นอย่างน้อย
ทีมวิเคราะห์ข้อมูลจากคลื่นความโน้มถ่วงแรกที่เคยพบซึ่งตรวจพบโดย
Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, LIGO ในปี 2015 ( SN: 2/11/16 ) นักวิจัยแบ่งข้อมูลคลื่นโน้มถ่วงออกเป็นสองส่วน ก่อนและหลังการรวม และคำนวณพื้นที่ผิวของหลุมดำในแต่ละช่วงเวลา พื้นที่ผิวของหลุมดำที่เพิ่งก่อตัวใหม่นั้นใหญ่กว่าของหลุมดำเริ่มต้นสองหลุมรวมกันรักษากฎของพื้นที่ด้วยระดับความเชื่อมั่น 95 เปอร์เซ็นต์ทีมงานรายงานในเอกสารที่ปรากฏใน จดหมายตรวจสอบ ทางกายภาพ
“นี่เป็นครั้งแรกที่เราสามารถใส่ตัวเลขในเรื่องนี้ได้” Isi กล่าว
ทฤษฎีบทพื้นที่เป็นผลมาจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งอธิบายฟิสิกส์ของหลุมดำและคลื่นความโน้มถ่วง การวิเคราะห์คลื่นความโน้มถ่วงก่อนหน้านี้เห็นด้วยกับการคาดการณ์ของสัมพัทธภาพทั่วไป และด้วยเหตุนี้จึงบอกเป็นนัยว่ากฎหมายพื้นที่ไม่สามารถปิดได้อย่างเด็ดขาด นักฟิสิกส์ Cecilia Chirenti จากมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ในคอลเลจพาร์คกล่าวว่าการศึกษาครั้งใหม่ “เป็นการยืนยันที่ชัดเจนยิ่งขึ้น” ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าว
จนถึงตอนนี้ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปอธิบายหลุมดำได้ดี แต่นักวิทยาศาสตร์ไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งโดยทั่วไปแล้วใช้กับวัตถุขนาดใหญ่ เช่น หลุมดำ มาพบกับกลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งอธิบายสิ่งเล็กๆ เช่น อะตอมและอนุภาคของอะตอม ในอาณาจักรควอนตัมนั้น สิ่งแปลกประหลาดสามารถเกิดขึ้นได้
ตัวอย่างเช่น หลุมดำสามารถปล่อยหมอกจางๆ ของอนุภาคที่เรียกว่ารังสีฮอว์คิง ซึ่งเป็นแนวคิดอื่นที่ฮอว์คิงพัฒนาขึ้นในปี 1970 ผลกระทบดังกล่าวอาจทำให้หลุมดำหดตัว ซึ่งละเมิดกฎหมายพื้นที่ แต่ในช่วงเวลาที่ยาวนานมากเท่านั้น จึงไม่ส่งผลกระทบต่อการรวมตัวของหลุมดำอย่างรวดเร็วที่ LIGO เห็น
นักฟิสิกส์กำลังมองหาทฤษฎีที่ได้รับการปรับปรุงซึ่งจะรวมสองสาขาวิชาเข้าเป็นทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมใหม่ที่ได้รับการปรับปรุง ความล้มเหลวใดๆ ของหลุมดำในการปฏิบัติตามกฎสัมพัทธภาพทั่วไปอาจชี้ให้นักฟิสิกส์ไปในทิศทางที่ถูกต้องเพื่อค้นหาทฤษฎีใหม่นั้น
ดังนั้นนักฟิสิกส์มักจะไม่พอใจเกี่ยวกับความสำเร็จที่ยั่งยืนของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป Farr กล่าว “พวกเราแบบ ‘อ่า ถูกต้องอีกแล้ว’”บาคาร่าเว็บตรง
