Takket være deres tendens til å suge inn alt rundt dem - til og med lyse - røper ikke sorte hull ledetråder om deres opprinnelse eller historie. Dette frustrerende faktum førte til at forskere på 1960-tallet erklærte at sorte hull "ikke har noe hår." Med dette mente forskere at svarte hull hadde svært få særegne egenskaper for å skille hverandre fra hverandre.
Nå antyder nye beregninger at noen sorte hull kan vokse hår, men de kan ikke holde det lenge. I følge det nye arbeidet viser sorte hull som snurrer på nesten (men ikke helt) den maksimale mulige rotasjonen noen unike egenskaper. Men disse egenskapene varer ikke lenge før det sorte hullet blir "skallet" og blir skille ut fra andre av sitt slag.
"Dette er et interessant funn, fordi det er en forbigående oppførsel," sa studieforfatter Lior Burko, fysiker ved Theiss Research i California.
Metaforen for hår i svart hull vokste ut av matte gjort av fysikerne Jacob Bekenstein og John Wheeler på 1960- og begynnelsen av 1970-tallet. Forskerne hevdet at under Einsteins generelle relativitetsteori kan sorte hull beskrives med bare tre observerbare parametere: deres masse, deres vinkelmoment og deres elektriske ladning. Alt annet, all annen informasjon, er fanget i det sorte hullets gravitasjonstrekk og er dermed umulig å observere. Gitt to sorte hull som stemte overens med alle tre verdiene, ville det være funksjonelt umulig å skille det ene fra det andre.
Siden den gang har teoretikere vært på jakt etter noe som kan skille sorte hull fra hverandre. Hvis forskere kunne finne på noe, kan det åpne for nye avsløringer om opprinnelsen til bestemte sorte hull. For eksempel, mens mange sorte hull antas å være restene av kollapsete stjerner, kan det hende noen har dannet seg rett etter Big Bang, og samles ut av unormalt tette regioner i det tidligste universelle stoffet. Et av disse urbane sorte hullene kan ikke skilles fra et stjernersort hull hvis de to hadde samme masse, vinkelmoment og elektrisk ladning.
I 2018 fant en gruppe forskere ledet av fysiker Dejan Gajic, ved University of Cambridge, at ekstreme sorte hull, de med størst mulig elektrisk ladning, har unike egenskaper som kan skille objektene fra hverandre. Disse egenskapene innebar målbare endringer i et sorte hulls hendelseshorisont (punktet der gravitasjonskraften er så sterk at lys ikke kan slippe unna) og dens Cauchy-horisont (det punktet hvor årsakssammenhengen mellom fortid og fremtid brytes sammen pga. tidsbøyende effekter av et sterkt gravitasjonsfelt).
Burko og kollegene hans ble interessert i om unike egenskaper kan inneholde sorte hull som er nesten ekstreme, men ikke helt. Forskerne gjorde matematikken for to typer sorte hull. Den første er et nesten ekstremt Reissner-Nordström svart hull, en type svart hull som har nesten maksimal mulig elektrisk ladning, men ikke roterer. Det andre, et nesten ekstremt Kerr-svart hull, er en type svart hull som roterer med nesten maksimalt spinn, men har ingen elektrisk ladning.
I begge disse nesten ekstreme sorte hullene fant forskerne bevis på "hår" - en tid. De unike egenskapene til ekstreme sorte hull er målbare når det først dannes et simulert svart hull, rapporterte forskerne 15. november i tidsskriftet Physical Review Research, men avtar over tid i en kvadratisk funksjon av tid. Det betyr at verdiene krymper raskt med det første, og fortsetter deretter å krympe saktere etter hvert som tiden går. (Forskerteamet beregnet ikke hvor raskt dette ville skje i sanntid, noe som vil variere avhengig av masse, spinn og ladning for et gitt svart hull.)
"For en kort tid, oppfører seg som om det har hår som et maksimalt spinnende svart hull ville gjort," sa Burko til Live Science. "Men etter en tid begynner det å miste håret slik at det til slutt blir skallet igjen."
Selv om alle disse beregningene foreløpig er teoretiske, er det håp om observasjoner fra den virkelige verden som vil samsvare med eller motsi funnene. Laserinterferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) eksperimentet måler nå aktivt gravitasjonsbølger, som er krusninger i romtid som er skapt av massive gjenstander som nøytronstjerner og sorte hull. LIGO bruker to bakkebaserte observatorier for å måle gravitasjonsbølger. Og disse målingene kan gi en titt på hårete sorte hull.
Et kommende prosjekt, Laser Interferometer Space Antenna (LISA), vil lansere tre romskip for å oppdage gravitasjonsbølger fra verdensrommet. Dette prosjektet er designet for å oppdage gravitasjonsbølger fra supermassive sorte hull. Det er ikke noe å fortelle hvor lenge disse eksperimentene vil måtte løpe for å fange et nesten ekstremt svart hull i aksjon, sa Burko, men hvis en dukker opp, kan gravitasjonsbølgene ha hår.
