一个世纪前，一群科学家用统计力学的方法研究了黑体辐射，从而发现了量子论。两片乌云中的一片由此掀起了一阵持续几十年的狂风暴雨，属于量子的狂欢时代到来了。而在50年前，又有一群物理学家用热力学方法研究黑洞，他们想开启一场量子引力的盛筵。我们熟知的斯蒂芬·霍金就是其中一员。
黑洞面积定律
霍金的夙愿
物理学是一门建立在实验上的学科，一个物理理论无论在数学上多么完备自洽、在形式上多么引人入胜，只要与实验结果相悖，就不能被称为正确的理论。单个黑洞不会产生能被探测到的面积改变，无法用于验证这一定律。但通过引力波检测两个黑洞合并，就有希望对这一定律进行直接的检验。
2015年，激光干涉引力波观测台（LIGO）首次发现了引力波，第一个被检测到的引力波事件名为GW150914。它是由一个26倍太阳质量和29倍太阳质量的黑洞合并产生的，合并形成的黑洞质量为太阳质量的62倍。霍金在得知消息后，马上联系了他的挚友，LIGO联合创始人，物理学家基普·索恩（KipThorne）。霍金的问题是：“此次检测能验证黑洞面积定律吗？”
但命运最终还是给霍金开了一个玩笑。验证黑洞面积定律的关键在于获取黑洞表面积，而当时研究人员并没有能力从黑洞合并前后的引力波信号中计算出黑洞表面积，也就无法验证合并后事件视界的面积是否符合黑洞面积定律的预测。
他们接受了这个挑战。
从波形到面积
他们将GW150914的信号从峰值处一分为二。前半部分为信号的旋进相（inspiralportion），后半部分为合并相（ringdownportion）。他们针对旋进相开发了一个模型，可以计算两个即将合并黑洞的自旋和质量。根据这些结论，他们能计算出两个黑洞合并前两个黑洞事件视界的总面积——大约为23.5万平方千米。
然后，他们利用之前的技术分析了黑洞合并相（ringdownportion），得到了合并后黑洞的质量和自旋，并由此计算了黑洞事件视界的表面积——大约为36.7万平方千米。
最终，他们针对GW150914的分析结果显示，霍金的黑洞面积定律至少有95%的概率是正确的。伊西表示：“数据以压倒性的优势证明事件视界的面积在合并后增加了，这证明黑洞面积定律有很大的可能性是正确的。”
研究团队计划使用LIGO和室女座引力波探测器（Virgo）的数据，进一步验证霍金的黑洞面积定律，以及其他由来已久的黑洞理论。
“令人鼓舞的是，我们能以全新的、创造性的方式理解引力波数据，并回答那些以往我们认为无法回答的问题，”伊西说，“我们能不断梳理那些我们认为我们已经理解了的信息。总有一天，这些数据将能揭示出一些我们不曾设想的事情。”