一幅插图显示一个单独的黑洞分裂成两个（图片来源：Robert Lea）。科学家们早已知道，当两个黑洞碰撞时，它们会合并形成一个更大质量的黑洞。这些事件是如此剧烈，以至于它们让空间的本质发出波动，形成称为引力波的涟漪。现在，新的研究表明，反之亦然：单个黑洞可能能够分裂成两个。但这只能在那个母体黑洞以最大可能的速度旋转时发生。这个速度阻止了黑洞立即重新相互坠落。物理法则通常会阻止黑洞分裂成两个；这项研究背后的团队调查了是否存在能够暂时绕过这些法则的条件。阻止黑洞分裂的物理学的一个关键方面来自热力学。黑洞具有一种称为“熵”的特征，基本上是系统内无序程度的量度。想象一下一个幼儿的蜡笔盒。当熵低时，蜡笔按颜色整齐排列。当熵增加时，蜡笔被撒乱，不再有序。要将蜡笔重新整理，父母需要向系统中投入能量并将蜡笔整齐地重新排列。换句话说，系统的熵不能在没有外部干预和能量输入的情况下减少。如果可以的话，做父母会容易一些。一个黑洞分裂成两个将代表熵的降低，这在热力学法则下是强烈不被支持的，但只有在黑洞不旋转的情况下。对于快速旋转的黑洞，情况可能会有所不同。这组科学家发现，对于这种黑洞存在一个漏洞。“这两个产生的黑洞也必须能够分开，而不是立即重新结合，”意大利那不勒斯费德里科二世大学的团队成员Francesco Sannino在一份声明中说。“当我们加入这个要求时，窗口在很大程度上再次关闭，除非可能是旋转接近其最大速度的黑洞。”黑洞裤子？该团队计算了这种黑洞如何分裂，发现黑洞的外边界或“事件视界”的分裂呈现出一种奇怪的裤子状，结果形成的黑洞从每条“腿”滑下。他们将其称为“裤子拓扑”。研究人员还确定，如果一个结果黑洞明显小于其新生的双胞胎，则分裂更有可能发生。一幅黑洞分裂成两个，形成裤子形状的插图。（图片来源：Francesco Sannino）“我们现在无法给出黑洞分裂的单一概率。这取决于重力在爱因斯坦理论之外的表现，我们正在努力量化这一点，”Sannino说。“我们预计较小的原始黑洞比更大的天体物理黑洞更容易分裂。”Sannino补充道，这种黑洞分裂可能在称为伽马射线的高能光中被检测到。“我们可能会间接探测到分裂：伽马射线望远镜如Fermi-LAT可以搜索在合并过程中可能形成的小黑洞碎片的信号，”研究人员总结道。该团队的研究于10月22日发表在《物理评论 D》期刊上。Robert Lea是一名在英国的科学记者，他的文章曾发表在《物理世界》《新科学家》《天文学杂志》《太空纵览》《新闻周刊》和《ZME科学》上。他还为爱思唯尔和《欧洲物理杂志》撰写科学传播方面的内容。Rob拥有英国开放大学的物理与天文学学士学位。请在Twitter上关注他 @sciencef1rst。