Takket være deres tendens til at sutte i alt omkring dem - selv lys - røber sorte huller ikke spor om deres oprindelse eller historie. Denne frustrerende kendsgerning fik forskere i 1960'erne til at erklære, at sorte huller "ikke har noget hår." Med dette mente forskere, at sorte huller havde meget få kendetegn for at adskille hinanden.
Nu antyder nye beregninger, at nogle sorte huller kan vokse hår, men de kan ikke holde det længe. I henhold til det nye arbejde viser sorte huller, der drejer næsten (men ikke helt) den maksimale rotation, nogle unikke egenskaber. Men disse egenskaber vedvarer ikke længe, før det sorte hul bliver "skaldet" og kan skelnes fra andre af sin slags.
"Dette er et interessant fund, fordi det er en kortvarig opførsel," sagde studieforfatter Lior Burko, fysiker ved Theiss Research i Californien.
Metaforen for hår i sort hul voksede ud af matematik udført af fysikerne Jacob Bekenstein og John Wheeler i 1960'erne og begyndelsen af 1970'erne. Forskerne hævdede, at under Einsteins generelle relativitetsteori kan sorte huller beskrives ved kun tre observerbare parametre: deres masse, deres vinkelmoment og deres elektriske ladning. Alt andet, al anden information, er fanget i det sorte huls tyngdekraft og er således umulig at observere. Givet to sorte huller, der stemte overens med alle tre værdier, ville det være funktionelt umuligt at differentiere det ene fra det andet.
Siden da har teoretikere været på jagt efter noget, der kan skelne sorte huller fra hinanden. Hvis forskere kunne finde ud af det, kan det muligvis åbne nye åbenbaringer om oprindelsen af bestemte sorte huller. Selvom mange sorte huller for eksempel anses for at være resterne af kollapsede stjerner, kan nogle have dannet sig lige efter Big Bang, hvor de samles ud af unormalt tætte områder i det tidligste universelle stof. Et af disse oprindelige sorte huller ville kunne skelnes fra et stjernernes sorte hul, hvis de to havde den samme masse, vinkelmoment og elektrisk ladning.
I 2018 fandt en gruppe forskere ledet af fysiker Dejan Gajic ved University of Cambridge, at ekstreme sorte huller, dem med den størst mulige elektriske ladning, har unikke egenskaber, der kan differentiere objekterne fra hinanden. Disse egenskaber involverede målbare ændringer i et sorte huls begivenhedshorisont (det punkt, hvor tyngdekraften er så stærk, at lys ikke kan undslippe) og dens Cauchy-horisont (det punkt, hvor årsagsforholdet mellem fortid og fremtid bryder sammen pga. tidsbøjningseffekterne af et stærkt tyngdefelt).
Burko og hans kolleger blev interesseret i, om unikke egenskaber muligvis kan rumme sorte huller, der er næsten ekstreme, men ikke helt. Forskerne lavede matematik til to slags sorte huller. Den første er et næsten ekstremt Reissner-Nordström sort hul, en type sort hul, der har næsten den maksimale mulige elektriske ladning, men ikke roterer. Det andet, et næsten ekstreme Kerr-sorte hul, er en type sort hul, der roterer ved næsten maksimalt omdrejning, men har ingen elektrisk ladning.
I begge disse næsten ekstreme sorte huller fandt forskerne bevis for "hår" - i en periode. De unikke egenskaber ved næsten ekstreme sorte huller kan måles, når der først dannes et simuleret sort hul, rapporterede forskerne 15. november i tidsskriftet Physical Review Research, men falder over tid i en kvadratisk funktion af tiden. Det betyder, at værdierne krymper hurtigt ved først, og fortsæt derefter med at krympe langsommere, når tiden går. (Forskningsteamet beregnet ikke, hvor hurtigt dette ville ske i realtid, hvilket ville variere afhængigt af massen, spin og ladningen for et givet sort hul.)
"I kort tid opfører sig det, som om det har hår, som det maksimalt drejende sorte hul ville have," fortalte Burko til Live Science. "Men efter et stykke tid begynder det at miste dette hår, så det til sidst bliver skaldet igen."
Selvom alle disse beregninger i øjeblikket er teoretiske, er der håb om observationer i den virkelige verden, der vil matche eller modsige resultaterne. Laserinterferometret Gravitational-Wave Observatory (LIGO) -eksperimentet måler nu aktivt tyngdekraftsbølger, som er krusninger i rumtiden skabt af massive genstande som neutronstjerner og sorte huller. LIGO bruger to jordbaserede observatorier til at måle gravitationsbølger. Og disse målinger kunne give et kig på hårede sorte huller.
Et kommende projekt, Laser Interferometer Space Antenna (LISA), lancerer tre rumfartøjer til at registrere gravitationsbølger fra rummet. Dette projekt er designet til at registrere gravitationsbølger fra supermassive sorte huller. Der er ikke noget at fortælle, hvor længe disse eksperimenter skal løbe for at fange et næsten ekstremt sort hul i aktion, sagde Burko, men hvis man dukker op, kan dens tyngdepunktbølger muligvis have hår.
