Dėl jų polinkio čiulpti viską, kas yra aplink juos - net ir lengvus - juodosios skylės neatskleidžia įkalčių apie jų kilmę ar istoriją. Šis žlugdantis faktas septintajame dešimtmetyje paskatino mokslininkus paskelbti, kad juodosios skylės „neturi plaukų“. Tuo tyrėjai reiškė, kad juodosios skylės turi labai mažai skiriamųjų savybių, kad galėtų atskirti viena nuo kitos.
Nauji skaičiavimai rodo, kad kai kurios juodosios skylės gali augti plaukus, tačiau jie negali ilgai jų išsilaikyti. Remiantis naujuoju darbu, juodosios skylės, kurios sukasi beveik (bet ne visai) maksimaliai sukant, rodo keletą unikalių savybių. Tačiau šios savybės neišlieka ilgai, kol juodoji skylė tampa „plika“ ir tampa neatskiriama nuo kitų panašių.
„Tai yra įdomus atradimas, nes tai yra trumpalaikis elgesys“, - teigė tyrimo autorius Lior Burko, „Theiss Research“ fizikas Kalifornijoje.
Juodųjų skylių plaukų metafora išaugo iš matematikos, kurią septintajame dešimtmetyje ir aštuntojo dešimtmečio pradžioje atliko fizikai Jokūbas Bekenšteinas ir Johnas Wheeleris. Tyrėjai tvirtino, kad pagal bendrąją Einšteino reliatyvumo teoriją juodąsias skylutes galima apibūdinti tik trimis stebimais parametrais: jų mase, kampiniu greičiu ir elektros krūviu. Visa kita, visa kita informacija yra įstrigusi juodosios skylės traukos metu ir todėl jos neįmanoma pastebėti. Atsižvelgiant į dvi juodąsias skylutes, kurios atitiko visas tris vertybes, būtų praktiškai neįmanoma atskirti vieną nuo kitos.
Nuo to laiko teoretikai medžioja tai, kas gali atskirti juodąsias skylutes viena nuo kitos. Jei mokslininkai ką nors surastų, tai galėtų atverti naujų paaiškinimų apie tam tikrų juodųjų skylių kilmę. Pavyzdžiui, nors manoma, kad daugybė juodųjų skylių yra sugriuvusių žvaigždžių liekanos, kai kurios galėjo susidaryti iškart po Didžiojo sprogimo, išsisklaidydamos iš neįprastai tankių regionų ankstyviame universaliame audinyje. Vieną iš šių pirmykščių juodųjų skylių būtų neįmanoma atskirti nuo žvaigždės juodosios skylės, jei jų abiejų masė, kampinis impulsas ir elektros krūvis būtų vienodi.
2018 m. Kembridžo universiteto fiziko Dejano Gajico vadovaujama tyrėjų grupė nustatė, kad ekstremalios juodosios skylės, turinčios maksimalų įmanomą elektros krūvį, turi unikalių savybių, galinčių atskirti objektus vienas nuo kito. Šios savybės apėmė išmatuojamus juodosios skylės įvykio horizonto (taško, kuriame gravitacinė jėga yra tokia stipri, kad šviesa negali ištrūkti) ir jo Cauchy horizonto pokyčius (tašką, kuriame priežastinis ryšys tarp praeities ir ateities nutrūksta dėl stipraus gravitacinio lauko laiko lenkimo efektai).
Burko ir jo kolegos domėjosi, ar unikalios savybės gali būti juodosiose skylėse, kurios yra beveik kraštutinės, bet ne visai. Tyrėjai padarė matematiką dviejų rūšių juodosioms skylėms. Pirmoji yra beveik ekstremali „Reissner-Nordström“ juodoji skylė - juodosios skylės rūšis, kuri turi beveik maksimalų įmanomą elektros krūvį, tačiau nesisuka. Antroji, beveik ekstremali „Kerr“ juodoji skylė, yra juodosios skylės rūšis, kuri sukasi beveik maksimaliu sukimu, bet neturi elektros krūvio.
Abiejose šiose beveik ekstremaliose juodosiose skylėse tyrėjai laikui bėgant rado „plaukų“ įrodymų. Mokslininkai pranešė lapkričio 15 d. Žurnale „Physical Review Research“, kad unikalios beveik ekstremalių juodųjų skylių savybės yra išmatuojamos, kai susiformuoja modeliuojama juodoji skylė, tačiau laikui bėgant jos kvadratinė funkcija mažėja. Tai reiškia, kad iš pradžių vertybės sparčiai mažėja, o vėliau laikui bėgant toliau mažėja. (Tyrimo komanda nepaskaičiavo, kaip greitai tai įvyks realiuoju laiku. Tai skirsis priklausomai nuo tam tikros juodosios skylės masės, sukimosi ir krūvio.)
„Trumpą laiką elgiasi taip, lyg turi plaukus, lyg būtų maksimaliai verpianti juodoji skylė“, - „Burko“ pasakojo „Live Science“. "Bet po kurio laiko jie gali prarasti šiuos plaukus, kad galų gale jie vėl plikų".
Nors visi šie skaičiavimai šiuo metu yra teoriniai, tikimasi realaus pasaulio stebėjimų, kurie atitiktų išvadas ar prieštarautų joms. Lazerinio interferometro gravitacinių bangų observatorijos (LIGO) eksperimente dabar aktyviai matuojamos gravitacinės bangos, kurios yra banguotosios erdvės metu ir kurias sukuria masyvūs objektai, pavyzdžiui, neutroninės žvaigždės ir juodosios skylės. LIGO naudoja dvi antžemines observatorijas gravitacinėms bangoms matuoti. Šie matavimai galėtų suteikti žvilgsnį į plaukuotas juodąsias skyles.
Būsimas projektas, lazerinis interferometro kosminė antena (LISA), paleis tris erdvėlaivius, kad aptiktų gravitacines bangas iš kosmoso. Šis projektas skirtas gravitacinėms bangoms aptikti iš didžiųjų juodųjų skylių. Neįmanoma pasakyti, kiek laiko šie eksperimentai turės užtrukti, kad sugautų beveik ekstremalią juodąją skylę, - sakė Burko, tačiau jei kas pasirodytų, jos gravitacinės bangos galėtų turėti plaukus.
