Datorită tendinței lor de a aspira în jurul lor - chiar și ușoare - găurile negre nu dezvăluie indicii despre originile sau istoriile lor. Acest fapt frustrant i-a determinat pe oamenii de știință din anii ’60 să declare că găurile negre „nu au păr”. Prin aceasta, cercetătorii au însemnat că găurile negre aveau foarte puține caracteristici distincte pentru a se separa una de alta.
Acum, noi calcule sugerează că unele găuri negre pot crește părul, dar nu le pot păstra mult timp. Conform noii lucrări, găurile negre care se învârt în aproape (dar nu tocmai) rotația maximă posibilă arată unele proprietăți unice. Dar aceste proprietăți nu persistă cu mult înainte ca gaura neagră să devină „chel” și să nu se distingă de altele de acest fel.
"Aceasta este o descoperire interesantă, deoarece este un comportament tranzitoriu", a declarat autorul studiului, Lior Burko, fizician la Theiss Research din California.
Metafora părului cu găuri negre a apărut din matematica realizată de fizicienii Jacob Bekenstein și John Wheeler în anii 1960 și la începutul anilor '70. Cercetătorii au susținut că în conformitate cu teoria generală a relativității a lui Einstein, găurile negre pot fi descrise prin doar trei parametri observabili: masa lor, momentul unghiular și sarcina electrică. Toate celelalte, toate celelalte informații, sunt prinse în atracția gravitațională a găurii negre și, prin urmare, este imposibil de observat. Având în vedere două găuri negre care se potrivesc la toate cele trei valori, ar fi imposibil din punct de vedere funcțional să se diferențieze una de cealaltă.
De atunci, teoreticienii au fost la vânătoare pentru ceva care poate distinge găurile negre una de alta. Dacă oamenii de știință ar putea descoperi ceva, s-ar putea să deschidă noi revelații despre originile unor găuri negre. De exemplu, în timp ce multe găuri negre sunt considerate a fi rămășițele stelelor prăbușite, unele s-ar fi putut forma imediat după Big Bang, ieșind din regiuni anormal de dense în cea mai timpurie țesătură universală. Una dintre aceste găuri negre primordiale ar fi nedistinguibilă de la o gaură neagră stelară dacă cele două ar avea aceeași masă, moment unghiular și sarcină electrică.
În 2018, un grup de cercetători condus de fizicianul Dejan Gajic, la Universitatea din Cambridge, a constatat că găurile negre extreme, cele cu sarcina electrică maximă posibilă, au proprietăți unice care pot diferenția obiectele una de alta. Aceste proprietăți au implicat modificări măsurabile la orizontul evenimentului unei găuri negre (punctul în care forța gravitațională este atât de puternică încât lumina nu poate scăpa) și orizontul său Cauchy (punctul în care relația cauzală dintre trecut și viitor se descompune datorită efectele de îndoire a timpului unui câmp gravitațional puternic).
Burko și colegii săi s-au arătat interesați dacă proprietățile unice s-ar putea menține în găuri negre care sunt aproape extreme, dar nu chiar. Cercetătorii au făcut matematica pentru două feluri de găuri negre. Prima este o gaură neagră aproape extremă de Reissner-Nordström, un tip de gaură neagră care are aproape sarcina electrică maximă posibilă, dar care nu se rotește. Al doilea, o gaură neagră Kerr aproape extremă, este un tip de gaură neagră care se rotește la rotire aproape maximă, dar care nu are nicio sarcină electrică.
În ambele aceste găuri negre aproape extreme, cercetătorii au găsit dovezi de „păr” - pentru o perioadă. Proprietățile unice ale găurilor negre aproape extreme sunt măsurabile atunci când se formează prima o gaură neagră simulată, au raportat cercetătorii în 15 noiembrie în revista Physical Review Research, dar declin în timp, în funcție de timp. Asta înseamnă că valorile se micșorează rapid la început, apoi continuă să se micșoreze mai lent pe măsură ce trece timpul. (Echipa de cercetare nu a calculat cât de rapid ar avea loc acest lucru în timp real, care ar diferi în funcție de masa, rotirea și încărcarea unei găuri negre date.)
"Pentru o scurtă perioadă de timp, se comportă ca și cum ar avea părul ca o gaură neagră care se învârte maxim", a spus Burko Live Science. „Dar după ceva timp, începe să-și piardă acest păr, astfel încât, în cele din urmă, devine din nou chel.”
În timp ce toate aceste calcule sunt în prezent teoretice, există speranțe pentru observații din lumea reală care să se potrivească sau să contrazică rezultatele. Experimentul Observator gravitațional-unde (LIGO) cu interferometru laser (LIGO) măsoară în mod activ undele gravitaționale, care sunt ondulări în spațiu-timp create de obiecte masive precum stelele neutronice și găurile negre. LIGO folosește două observatorii la sol pentru a măsura undele gravitaționale. Și aceste măsurători ar putea oferi o privire asupra găurilor negre păroase.
Un viitor proiect, Antena Spațială Interferometru Laser (LISA), va lansa trei nave spațiale pentru a detecta undele gravitaționale din spațiu. Acest proiect este conceput pentru a detecta undele gravitaționale din găurile negre super-masive. Burko nu a spus cât timp vor trebui să curgă acele experimente pentru a prinde o gaură neagră aproape extremă în acțiune, a spus Burko, dar dacă se va răsări, valurile sale gravitaționale ar putea avea păr.
