Os buracos negros são considerados um dos objetos mais misteriosos do universo. Parte de sua intriga surge do fato de que eles estão, na verdade, entre as soluções mais simples para as equações de campo da relatividade geral de Einstein. Na verdade, os buracos negros podem ser totalmente caracterizados por apenas três quantidades físicas: sua massa, rotação e carga. Uma vez que eles não tem atributos "cabeludos" adicionais para distingui-los, diz-se que os buracos negros "não tem cabelo" - buracos negros da mesma massa, spin e carga são exatamente idaªnticos uns aos outros.

O Dr. Lior Burko da Theiss Research em colaboração com o Professor Gaurav Khanna da University of Massachusetts Dartmouth e da University of Rhode Island ao lado de seu ex-aluno Dr. Subir Sabharwal descobriu que um tipo especial de buraco negro viola a exclusividade do buraco negro, o chamado teorema "sem cabelo" . Especificamente, a equipe estudou buracos negros extremos - buracos que são "saturados" com a carga máxima ou spin que podem carregar. Eles descobriram que háuma quantidade que pode ser construa­da a partir da curvatura do Espaço-tempo no horizonte do buraco negro que éconservada e mensura¡vel por um observador distante. Uma vez que esta quantidade depende de como o buraco negro foi formado, e não apenas dos três atributos cla¡ssicos, ela viola a exclusividade do buraco negro.

Esta quantidade constitui "cabelo gravitacional" e potencialmente mensura¡vel por observata³rios de ondas gravitacionais recentes e futuros, como LIGO e LISA. A estrutura deste novo cabelo segue o desenvolvimento de uma quantidade semelhante que foi encontrada por Angelopoulos, Aretakis e Gajic no contexto de um modelo de "brinquedo" mais simples usando um campo escalar e buracos negros esfanãricos, e o estende a perturbações gravitacionais de rotação uns.

"Este novo resultado ésurpreendente", disse Burko, "porque os teoremas de unicidade do buraco negro estãobem estabelecidos, e em particular sua extensão para buracos negros extremos. Tem que haver uma suposição dos teoremas que não ésatisfeita, para explicar como o teoremas não se aplicam neste caso. " Na verdade, a equipe seguiu o trabalho anterior de Aretakis, que descobriu que, embora as perturbações externas de buracos negros extremos decaem como também para buracos negros regulares, ao longo do horizonte de eventos, certos campos de perturbação evoluem no tempo indefinidamente. "Os teoremas de exclusividade pressupaµem independaªncia de tempo. Mas o fena´meno Aretakis viola explicitamente a independaªncia de tempo ao longo do horizonte de eventos. Esta éa brecha pela qual o cabelo pode aparecer e ser penteado a uma grande distância por um observata³rio de ondas gravitacionais", disse Burko. Ao contra¡rio de outros trabalhos que encontraram cabelo na escalarização de buracos negros, Burko observou que "neste trabalho esta¡vamos trabalhando com a teoria de Einstein do va¡cuo, sem campos dina¢micos adicionais que modificassem a teoria e que pudessem violar o Princa­pio de Equivalaªncia Forte."

A equipe usou simulações numanãricas muito intensas para gerar seus resultados. As simulações envolveram o uso de dezenas de unidades de processamento gra¡fico (GPUs) da Nvidia com mais de 5.000 núcleos cada, em paralelo. "Cada uma dessas GPUs pode realizar até7 trilhaµes de ca¡lculos por segundo; no entanto, mesmo com essa capacidade computacional, as simulações parecem levar semanas para serem conclua­das", disse Khanna.