Zwarte gaten worden beschouwd als een van de meest mysterieuze objecten in het universum. Een deel van hun intriges komt voort uit het feit dat ze eigenlijk een van de eenvoudigste oplossingen zijn voor Einsteins veldvergelijkingen van de algemene relativiteitstheorie. In feite, zwarte gaten kunnen volledig worden gekarakteriseerd door slechts drie fysieke grootheden:hun massa, draaien en opladen. Omdat ze geen extra "harige" kenmerken hebben om ze te onderscheiden, zwarte gaten zouden "geen haar" hebben - zwarte gaten met dezelfde massa, draaien, en lading zijn precies identiek aan elkaar.

Dr. Lior Burko van Theiss Research in samenwerking met professor Gaurav Khanna van de Universiteit van Massachusetts Dartmouth en de Universiteit van Rhode Island ontdekte samen met zijn voormalige student Dr. Subir Sabharwal dat een speciaal soort zwart gat de uniciteit van zwarte gaten schendt, de zogenaamde "geen haar" stelling. specifiek, het team bestudeerde extreme zwarte gaten - gaten die "verzadigd" zijn met de maximale lading of spin die ze mogelijk kunnen dragen. Ze ontdekten dat er een grootheid is die kan worden geconstrueerd uit de ruimtetijdkromming aan de horizon van het zwarte gat die behouden blijft, en meetbaar door een verre waarnemer. Aangezien deze hoeveelheid afhangt van hoe het zwarte gat is gevormd, en niet alleen op de drie klassieke attributen, het schendt de uniciteit van het zwarte gat.

Deze hoeveelheid vormt "zwaartekrachthaar" en mogelijk meetbaar door recente en opkomende zwaartekrachtgolfobservatoria zoals LIGO en LISA. De structuur van dit nieuwe haar volgt de ontwikkeling van een vergelijkbare hoeveelheid die werd gevonden door Angelopoulos, Aretakis, en Gajic in de context van een eenvoudiger "speelgoed" -model met een scalair veld en sferische zwarte gaten, en breidt het uit tot zwaartekrachtverstoringen van roterende.

"Dit nieuwe resultaat is verrassend, " zei Burko, "omdat de uniciteitsstellingen van zwarte gaten goed ingeburgerd zijn, en in het bijzonder hun uitbreiding tot extreme zwarte gaten. Er moet een aanname van de stellingen zijn waaraan niet wordt voldaan, om uit te leggen hoe de stellingen in dit geval niet van toepassing zijn." Inderdaad, het team volgde op eerder werk van Aretakis, dat ontdekte dat, hoewel externe verstoringen van extreme zwarte gaten afnemen zoals ze ook doen voor gewone zwarte gaten, langs de waarnemingshorizon evolueren bepaalde verstoringsvelden voor onbepaalde tijd in de tijd. "De uniciteitsstellingen gaan uit van tijdonafhankelijkheid. Maar het Aretakis-fenomeen schendt expliciet de tijdonafhankelijkheid langs de waarnemingshorizon. Dit is de maas in de wet waardoor het haar eruit kan springen en op grote afstand kan worden gekamd door een zwaartekrachtgolfobservatorium, ", zei Burko. In tegenstelling tot ander werk dat haar vond in scalarisatie van zwarte gaten, Burko merkte op dat "in dit werk we werkten met de vacuüm Einstein-theorie, zonder aanvullende dynamische velden die de theorie wijzigen en die het Strong Equivalence Principle kunnen schenden."

Het team gebruikte zeer intensieve numerieke simulaties om hun resultaten te genereren. De simulaties omvatten het gebruik van tientallen van de allerbeste Nvidia grafische verwerkingseenheden (GPU's) met meer dan 5, 000 kernen elk, parallel. "Elk van deze GPU's kan tot 7 biljoen berekeningen per seconde uitvoeren, maar zelfs met zo'n rekencapaciteit lijken de simulaties vele weken in beslag te nemen, ' zei Khanna.