广义相对论的重要检验：用引力波验证黑洞无毛定理

当两个黑洞合并的时候，它们会产生引力波 ，这是一种时空的波动，可以被地球上的探测器捕捉到。引力波的信号可以分成三个阶段：早期的螺旋相，中期的合并相，和晚期的衰减相。

在衰减相，合并后的黑洞会向外辐射一些多余的能量，使得它最终达到一个稳定的状态。这个过程就像一个敲响的钟，它会发出一系列的声音，逐渐变弱，直到消失。这些声音就是黑洞的准振荡谱，或者说是黑洞的准正常模式。

根据黑洞无毛定理 ，黑洞的性质只取决于它的质量和角动量，而不受它的形状或者其他因素的影响。这意味着，黑洞的准正常谱也只取决于它的质量和角动量，而不受它的初始状态或者合并过程的影响。这是广义相对论的一个基本预言，如果我们能够观测到多个准正常模式，我们就可以检验这个预言是否成立。

每个准正常模式都有一个特定的频率和衰减时间，它们可以用黑洞的质量和角动量来计算。不同的准正常模式还有不同的角度分布，它们可以用球谐函数来描述。例如， ℓ=m=2的模式就是最主要的模式，它对应于一个沿着黑洞自旋方向的二极矩的振荡。ℓ=m=3的模式就是次主要的模式，它对应于一个沿着黑洞自旋方向的三极矩的振荡。一般来说，ℓ越大模式越快地衰减。