计算显示，接近最大旋转率的黑洞可能会分裂成两部分

黑洞分裂成两半，形成裤子形状的插图。图片来源：弗朗切斯科·桑尼诺

（神秘的地球uux.cn）据南丹麦大学（作者：Birgitte Svennevig）：两个黑洞可以碰撞并合并为一个。但反过来会发生吗：一个黑洞会分裂成两个更小的黑洞吗？这个问题在一项新的理论研究中得到了探讨：《当黑洞承认裤子一对拓扑学》，发表在《物理评论D》期刊上。

“在我们的研究中，我们研究哪些物理定律通常阻止黑洞分裂成两部分。我们也调查某些情况是否可能允许分裂发生，“该研究的合著者、意大利那不勒斯大学费德里科二世分校物理学教授、南丹麦大学量子场论中心教授弗朗切斯科·萨尼诺说。

合著者包括贾科莫·卡恰帕利亚（Giacomo Cacciapaglia），他是法国国家科学研究中心（CNRS）物理理论与高等能量实验室（Laboratoire de Physique Théorique et Hautes Énergies）研究员，以及来自南丹麦大学量子场论中心的曼努埃尔·德尔·皮亚诺（Manuel Del Piano）和瓦尼亚·韦卢奇（Vania Vellucci）。

黑洞通常不会分裂。阻碍这一点的一个重要障碍来自热力学。

黑洞具有物理学家所说的熵。简单来说，熵是衡量一个物理系统在外观上看起来相同的情况下，可以有多少种不同的微观排列方式。对于普通的非旋转黑洞，分裂成两个较小的黑洞会降低总熵。这使得该过程在热力学上是不利的。

但快速旋转的黑洞情况可能不同。

团队的计算显示，快速旋转的黑洞可能成为裂缝的漏洞。

“但这两个黑洞必须能够分离，而不是立刻重新聚在一起。当我们包含这个要求时，窗口基本上又会关闭，除非黑洞旋转接近其最大可能的旋转速率，“桑尼诺说。

如果真的发生了这种分裂，黑洞的外边界，也就是地平线，会在时间中形成一个类似裤子的形状：一部分分成两条“腿”。这也解释了该研究中“裤子对拓扑”这一不寻常的术语。

作者们还探索了更为奇特的可能性。在涉及额外空间维度的理论中，物理学家已经知道类似黑洞的物体可以变得不稳定并开始解体。

在某些条件下，分裂在热力学上可能变得有利，尤其是在一个黑洞远小于另一个时。但这仍然不能证明分裂真的会发生。

“我们现在还不能给出黑洞分裂的任何概率。这取决于重力在爱因斯坦理论之外的行为，我们正在努力量化这一点。我们预计小型原始黑洞比更大的天体黑洞更容易分裂。我们可能会间接探测到分裂：像费米-LAT这样的伽马射线望远镜可以搜索合并过程中可能形成的微小黑洞碎片的信号，“桑尼诺说。

Giacomo Cacciapaglia 等，《当黑洞允许裤子拓扑时》，《物理评论D》（2026）。DOI：10.1103/cx69-t466。在arXiv上：arxiv.org/pdf/2606.24642v3