观测风暴之眼 I：利用LVK和EHT观测检验常规黑洞

根据著名的奇点定理，广义相对论中的时空奇点是不可避免的。然而，人们通常认为自然界中不存在奇点，其存在表明需要一种新的引力理论。本文中，我们利用来自LIGO、Virgo和KAGRA（LVK）以及事件视界望远镜（EHT）合作的观测，从观测角度研究了一个天体物理学上可行的常规时空（常规意指其无奇点）。除了质量 $M$ 和自旋 $a$ 之外，该黑洞解还依赖于一个自由参数 $\ell$，从而违背了无毛定理/猜想。在引力波观测情形下，我们使用GWTC-1、2和3目录来约束该自由参数。在EHT情形下，我们使用SgrA*和M87*报告的角直径值。我们还通过考虑静态球对称吸积、下落球对称吸积和薄吸积盘等情形研究了光子环结构。结果表明，EHT观测将自由参数 $\ell$ 分别约束在针对SgrA*和M87*获得的 $0\leq \ell \leq 0.148$ 和 $0\leq \ell \leq 0.212$ 区间内。另一方面，引力波观测以满足理论极限的值约束该自由参数，特别是对于那些 $\ell<<1$ 的事件。结果表明，对 $\ell$ 最严格的约束对应于SEOB模型下的事件GW191204-171526（$\ell=0.041^{+0.106}_{-0.041}$）和GW190924-021846（$\ell=0.050^{+0.165}_{-0.050}$）。