Bardzo często mówi się, że czarne dziury paradoksalnie są najprostszymi obiektami w przestrzeni kosmicznej. Jakby nie patrzeć zgodnie z opracowaną przez Alberta Einsteina ogólną teorią względności jesteśmy w stanie ustalić jedynie masę, ładunek elektryczny i spin czarnej dziury. To wszystko, nic więcej się nigdy o niej nie dowiemy. Wynika to z faktu, że z samej czarnej dziury z definicji nic nigdy się nie wydostanie, a więc nie mamy żadnego sposobu, aby zajrzeć za horyzont zdarzeń i zobaczyć, co się tam dzieje. Stąd i przyjęło się powiedzenie, że czarne dziury nie mają żadnych włosów. Na ich “powierzchni” nie ma żadnych nierówności, istnieje tylko granica, po przekroczeniu której już jesteś w czarnej dziurze i znikasz dla obserwatora znajdującego się na zewnątrz.
Czytaj także: Jeden rozbłysk jaśniejszy od stu galaktyk. Co się dzieje w sercu galaktyki OJ 287?
Okazuje się jednak, że być może istnieje wyjście z tej patowej sytuacji. Powszechne rozumienie ogólnej teorii względności opiera się na krzywiźnie czasoprzestrzenie, czyli na zasadzie, według której każdy obiekt posiadający masę lub energię zakrzywia otaczającą go czasoprzestrzeń, a z kolei to zakrzywienie wskazuje obiektom, jak się mają poruszać. Jak informują badacze, istnieje jeszcze jedno podejście do ogólnej teorii względności, które opiera się na skręcaniu czasoprzestrzeni. Niby to samo — wszak matematycznie są one równoważne — ale jednak, w drugiej wersji można dostrzec wiele elementów, których w zakrzywieniu czasoprzestrzeni nie widać.
Zespół fizyków stojący za najnowszym artykułem postanowił sprawdzić, czy opisując czarne dziury za pomocą skręcania czasoprzestrzeni, nie da się dostrzec ich włosów. Do opisania czarnych dziur wykorzystano tutaj tzw. pola skalarne, czyli obiekty kwantowe, które istnieją w całej czasoprzestrzeni. Polem skalarny jest dla przykładu słynny bozon Higgsa, który nadaje wielu cząstkom ich masę.
Naukowcy zwracają uwagę, że w przypadku teorii względności opartej na krzywiźnie czasoprzestrzeni istnieje ograniczona liczba sposobów dodawania pól skalarnych. W grawitacji telerównoległej (opierającej się na skręcaniu czasoprzestrzeni) można jednak dodać więcej pól skaranych, między innymi w bezpośrednim otoczeniu czarnych dziur.
Czytaj także: Masywne czarne dziury są tam, gdzie się ich naukowcy nie spodziewali. Wszechświat może być dziurawy jak ser szwajcarski
Wyniki pracy były zaskoczeniem. Okazało się bowiem, że pola skalarne dodane do ogólnej teorii względności dodały czarnym dziurom… swoistych włosów. Włosami okazały się silne pola skalarne w otoczeniu horyzontu zdarzeń. Co ważne, mogą one przenosić informacje o tym, co znajduje się już za horyzontem zdarzeń, dając nam dostęp do wnętrza czarnych dziur.
Brzmi ekscytująco, jednak teraz dopiero naukowcy muszą się zająć poszukiwaniem konsekwencji istnienia tych włosów, które dałoby się zaobserwować. Kto wie, być może obserwatoria fal grawitacyjnych następnej generacji będą w stanie dostrzec jakieś oznaki istnienia tych pól skalarnych w zderzeniach czarnych dziur.