Los agujeros negros 'no tienen pelo':no ​​hay atributos que puedan usarse para diferenciarlos. Los agujeros negros extremos (que giran a la velocidad máxima permitida) pueden tener una propiedad adicional, cabello permanente que está hecho de un campo escalar sin masa. Agujeros negros casi extremos (como Gargantúa, el agujero negro que aparece en la película "Interstellar") tienen cabello que es un fenómeno transitorio:los agujeros negros casi extremos que intentan volver a crecer el cabello lo perderán y volverán a quedar calvos.

Los agujeros negros de la teoría de la relatividad de Einstein se pueden describir completamente con solo tres parámetros:su masa, girar el momento angular, y carga eléctrica. Dado que no se pueden distinguir dos agujeros negros que comparten estos parámetros, independientemente de cómo se hicieron, Se dice que los agujeros negros "no tienen pelo":no tienen atributos adicionales que puedan usarse para diferenciarlos.

A principios de la década de 1970, el fallecido Jacob Bekenstein proporcionó una prueba de la inexistencia de cabello hecho de campos escalares, dado un conjunto de suposiciones sobre las propiedades de este último. El investigador Lior Burko de Theiss Research dijo:"Desde la prueba de Bekenstein, varios artículos han encontrado ejemplos de cabello escalar, y todos estos ejemplos violan uno u otro de los supuestos hechos por Bekenstein. Pero en todos los casos el cabello estaba hecho del propio campo escalar ".

Recientemente, se demostró que los agujeros negros que están cargados por la máxima carga eléctrica posible ("agujeros negros extremos") pueden tener una propiedad adicional, cabello permanente que está hecho de un campo escalar sin masa, y que este cabello recién descubierto se puede observar a gran distancia. "Un cabello escalar sin masa no viola ninguna de las suposiciones subyacentes a la prueba de Bekenstein. Fue una gran sorpresa para mí cuando este nuevo cabello fue encontrado por Angelopoulos, Aretakis, y Gajic, así que quería verlo con más detalle. Es cabello en un sentido diferente a los tipos de cabello que se encontraron antes. No es el campo escalar en sí mismo, pero una cierta integral en una derivada del campo escalar que se calculará en la superficie del agujero negro, en su horizonte de eventos, "dijo Burko.

El cabello nuevo se puede observar a gran distancia, calculando una cantidad diferente allí. "La medida a gran distancia que Angelopoulos, Aretakis, y Gajic encontrado es estrictamente hablando preciso solo en un tiempo infinitamente tardío, "añadió Burko." Estos serían observadores que están muy lejos del agujero negro, y que hacen las mediciones en el futuro infinito. Queríamos ver qué pasa en tiempos finitos pero tardíos, para ver la dependencia del tiempo de la medición y cómo se aproxima a su valor asintótico. Otra cosa especial de este nuevo cabello es que se aplica solo para agujeros negros exactamente extremos, y queríamos entender qué sucede cuando el agujero negro es casi extremo, pero no exactamente extremo ".

Burko y sus colegas Gaurav Khanna de la Universidad de Massachusetts Dartmouth y su ex alumno Subir Sabharwal, actualmente con el Grupo Eastamore, mostrado en un artículo recién publicado en Investigación de revisión física que las medidas a gran distancia se acercan al valor del cabello, con la diferencia entre ellos decayendo con el tiempo inverso. Pero luego fueron más allá del modelo original utilizado por Angelopoulos, Aretakis, y Gajic, y generalizó el cabello a agujeros negros que giran a la máxima velocidad de giro posible o simplemente cerca de ella.

"Además de un valor máximo de carga, También hay un límite para la velocidad a la que puede girar un agujero negro. Por lo tanto, los agujeros negros que giran a la velocidad máxima permitida también se denominan agujeros negros extremos. Describimos agujeros negros de máxima carga y máxima rotación con el nombre de agujeros negros extremos, ya que hay muchas similitudes entre los dos. El nuevo cabello se encontró originalmente para un modelo de juguete muy útil para agujeros negros, específicamente agujeros negros que son esféricamente simétricos y cargados eléctricamente. Pero los agujeros negros en realidad no lo son. En lugar de, Queríamos averiguar si este cabello se puede encontrar también para hacer girar agujeros negros, "dijo Burko." En la película 'Interstellar' el monstruoso agujero negro es casi extremo. Queríamos ver si Gargantúa tiene pelo ".

El equipo utilizó simulaciones numéricas muy intensivas para generar sus resultados. Las simulaciones implicaron el uso de docenas de las unidades de procesamiento de gráficos (GPU) de Nvidia de gama alta con más de 5, 000 núcleos cada uno, en paralelo. "Cada una de estas GPU puede realizar hasta 7 billones de cálculos por segundo; sin embargo, incluso con tal capacidad computacional, las simulaciones tardaron muchas semanas en completarse ", dijo Khanna.

El equipo demostró que para los agujeros negros giratorios casi extremos, el cabello es un comportamiento transitorio. En tiempos intermedios, los agujeros negros casi extremos se comportan como lo harían los agujeros negros extremos, pero en épocas tardías se comportan como de costumbre, agujeros negros no extremos. "Los agujeros negros casi extremos pueden fingir que son extremos solo por un tiempo. Pero finalmente su no extremalidad se manifiesta, "Burko resumió." Los agujeros negros casi extremos que intentan volver a crecer el cabello lo perderán y se volverán calvos nuevamente ". El equipo también analiza las características de observación, p.ej., con observatorios de ondas gravitacionales como LIGO / VIRGO o LISA, de la detección de la pistola humeante de agujeros negros casi extremos.