I buchi neri sono considerati tra gli oggetti più misteriosi dell'universo. Parte del loro intrigo deriva dal fatto che sono in realtà tra le soluzioni più semplici alle equazioni di campo della relatività generale di Einstein. Infatti, i buchi neri possono essere completamente caratterizzati solo da tre grandezze fisiche:la loro massa, girare e caricare. Poiché non hanno attributi "pelosi" aggiuntivi per distinguerli, si dice che i buchi neri non abbiano "capelli":buchi neri della stessa massa, rotazione, e la carica sono esattamente identiche tra loro.

Il Dr. Lior Burko di Theiss Research in collaborazione con il Professor Gaurav Khanna dell'Università del Massachusetts Dartmouth e l'Università del Rhode Island insieme al suo ex studente Dr. Subir Sabharwal ha scoperto che un tipo speciale di buco nero viola l'unicità del buco nero, il cosiddetto teorema "senza capelli". Nello specifico, il team ha studiato i buchi neri estremali, buchi "saturi" con la massima carica o rotazione che possono trasportare. Hanno scoperto che esiste una quantità che può essere costruita dalla curvatura dello spaziotempo all'orizzonte del buco nero che è conservata, e misurabile da un osservatore lontano. Poiché questa quantità dipende da come si è formato il buco nero, e non solo sui tre attributi classici, viola l'unicità del buco nero.

Questa quantità costituisce "capelli gravitazionali" e potenzialmente misurabile da osservatori di onde gravitazionali recenti e futuri come LIGO e LISA. La struttura di questo nuovo capello segue lo sviluppo di una quantità simile che è stata trovata da Angelopoulos, Aretakis, e Gajic nel contesto di un modello "giocattolo" più semplice che utilizza un campo scalare e buchi neri sferici, e lo estende alle perturbazioni gravitazionali di quelle rotanti.

"Questo nuovo risultato è sorprendente, "disse Burko, "poiché i teoremi di unicità del buco nero sono ben stabiliti, e in particolare la loro estensione ai buchi neri estremi. Ci deve essere un'assunzione dei teoremi che non è soddisfatta, per spiegare come i teoremi non si applicano in questo caso." Infatti, il team ha seguito il lavoro precedente di Aretakis, che ha scoperto che anche se le perturbazioni esterne dei buchi neri estremi decadono come fanno anche per i buchi neri regolari, lungo l'orizzonte degli eventi certi campi perturbativi evolvono nel tempo indefinitamente. "I teoremi di unicità presuppongono l'indipendenza dal tempo. Ma il fenomeno Aretakis viola esplicitamente l'indipendenza dal tempo lungo l'orizzonte degli eventi. Questa è la scappatoia attraverso la quale i capelli possono uscire ed essere pettinati a grande distanza da un osservatorio di onde gravitazionali, " ha detto Burko. A differenza di altri lavori che hanno trovato i capelli nella scalarizzazione del buco nero, Burko ha osservato che "in questo lavoro stavamo lavorando con la teoria del vuoto di Einstein, senza ulteriori campi dinamici che modifichino la teoria e che possano violare il Principio di Equivalenza Forte."

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 sembrano essere completate per molte settimane, " ha detto Khanna.