I buchi neri "non hanno capelli":nessun attributo che possa essere usato per distinguerli. I buchi neri estremi (che ruotano alla velocità massima consentita) possono avere una proprietà aggiuntiva, capelli permanenti costituiti da un campo scalare privo di massa. Buchi neri quasi estremi (come Gargantua, i buchi neri presenti nel film "Interstellar") hanno capelli che sono un fenomeno transitorio:i buchi neri quasi estremi che tentano di far ricrescere i capelli li perderanno e torneranno calvi.

I buchi neri della teoria della relatività di Einstein possono essere descritti completamente da soli tre parametri:la loro massa, momento angolare di spin, e carica elettrica. Poiché non è possibile distinguere due buchi neri che condividono questi parametri, indipendentemente da come sono stati realizzati, si dice che i buchi neri "non hanno capelli":non hanno attributi aggiuntivi che possono essere usati per distinguerli.

All'inizio degli anni '70 il compianto Jacob Bekenstein fornì una prova dell'inesistenza di capelli fatti di campi scalari data una serie di ipotesi sulle proprietà di questi ultimi. Il ricercatore Lior Burko di Theiss Research ha affermato:"Dal momento che la prova di Bekenstein, diversi articoli hanno trovato esempi di capelli scalari, e tutti questi esempi violano l'una o l'altra delle ipotesi fatte da Bekenstein. Ma in tutti i casi, i capelli erano fatti del campo scalare stesso."

Recentemente, è stato dimostrato che i buchi neri caricati dalla massima carica elettrica possibile ("buchi neri estremi") possono avere una proprietà aggiuntiva, capelli permanenti costituiti da un campo scalare privo di massa, e che questo pelo ritrovato si può osservare da grande distanza. "Un capello scalare senza massa non viola nessuna delle ipotesi alla base della prova di Bekenstein. È stata una grande sorpresa per me quando questo nuovo capello è stato trovato da Angelopoulos, Aretakis, e Gajic, quindi ho voluto esaminarlo in modo più dettagliato. Sono capelli in un senso diverso rispetto ai tipi di capelli che sono stati trovati prima. Non è il campo scalare stesso, ma un certo integrale su una derivata del campo scalare da calcolare sulla superficie del buco nero, sul suo orizzonte degli eventi, ", ha detto Burko.

I nuovi capelli possono essere osservati a grande distanza, calcolando una quantità diversa lì. "La misurazione a grande distanza che Angelopoulos, Aretakis, e Gajic ha scoperto che, in senso stretto, è preciso solo in un tempo infinitamente tardivo, " ha aggiunto Burko. "Questi sarebbero osservatori molto distanti dal buco nero, e che fanno le misurazioni nell'infinito futuro. Volevamo vedere cosa succede in orari tardi ma finiti, per vedere la dipendenza dal tempo della misura e come si avvicina al suo valore asintotico. Un'altra particolarità di questo nuovo capello è che si applica solo ai buchi neri esattamente estremi, e volevamo capire cosa succede quando il buco nero è quasi estremo, ma non esattamente estremo."

Burko e i suoi colleghi Gaurav Khanna dell'Università del Massachusetts Dartmouth e il suo ex studente Subir Sabharwal, attualmente con il Gruppo Eastamore, mostrato in un articolo appena pubblicato in Ricerca sulla revisione fisica che le misurazioni da grande distanza si avvicinano al valore dei capelli, con la differenza tra loro che decade con il tempo inverso. Ma poi sono andati oltre il modello originale utilizzato da Angelopoulos, Aretakis, e Gajic, e ha generalizzato i capelli a buchi neri che ruotano alla massima velocità di rotazione possibile o appena vicini ad esso.

"Oltre a un valore massimo di carica, c'è anche un limite alla velocità di rotazione di un buco nero. I buchi neri che ruotano alla velocità massima consentita sono quindi anche chiamati buchi neri estremi. Descriviamo sia i buchi neri a massima carica che quelli a rotazione massima con il nome di buchi neri estremi, poiché ci sono molte somiglianze tra i due. Il nuovo capello è stato originariamente trovato per un modello giocattolo molto utile per i buchi neri, in particolare i buchi neri che sono sfericamente simmetrici e carichi elettricamente. Ma i buchi neri in realtà non sono né l'uno né l'altro. Anziché, volevamo scoprire se questo pelo si può trovare anche per far girare i buchi neri, " ha detto Burko. "Nel film 'Interstellar' il buco nero mostruoso è quasi estremo. Volevamo vedere se Gargantua ha i capelli".

Il team ha utilizzato simulazioni numeriche molto intense per generare i risultati. Le simulazioni prevedevano l'utilizzo di dozzine delle unità di elaborazione grafica (GPU) Nvidia di fascia alta con oltre 5, 000 core ciascuno, in parallelo. "Ognuna di queste GPU può eseguire fino a 7 trilioni di calcoli al secondo; tuttavia, anche con tale capacità di calcolo, le simulazioni hanno richiesto molte settimane per essere completate", ha affermato Khanna.

Il team ha dimostrato che per i buchi neri rotanti quasi estremi i capelli sono un comportamento transitorio. In tempi intermedi i buchi neri quasi estremi si comportano come farebbero i buchi neri estremi, ma a volte si comportano come normali, buchi neri non estremi. "I buchi neri quasi estremi possono fingere di essere estremi solo per così tanto tempo. Ma alla fine la loro non estremalità diventa manifesta, " Burko ha riassunto. "I buchi neri quasi estremi che tentano di far ricrescere i capelli li perderanno e diventeranno di nuovo calvi." Il team discute anche delle caratteristiche osservative, per esempio., con osservatori di onde gravitazionali come LIGO/VIRGO o LISA, del rilevamento fumante di buchi neri quasi estremi.