Исследователи Университета Нагои в Японии разработали теоретический способ проверить, есть ли рядом с черными дырами дополнительная материя или неизвестные физические процессы. Для этого они предлагают изучать гравитационные волны, возникающие после слияния таких объектов. Результаты опубликованы в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Согласно общей теории относительности, черную дыру можно описать массой, вращением и электрическим зарядом. Это положение называют теоремой об отсутствии волос. Однако за пределами прямой наблюдаемости могут существовать дополнительные вещества или эффекты — их гипотетические проявления физики обозначают как «скрытые волосы».

Группа под руководством Ариадны Ушке проанализировала модели черных дыр, окруженных небольшим количеством вещества. Ученые сосредоточились на фазе «кольцевания» — затухающих колебаниях пространства-времени, которые следуют за слиянием. При отсутствии внешнего воздействия параметры сигнала должны зависеть только от свойств самой черной дыры.

Дополнительная материя, как показал анализ, способна по-разному менять частоту волн и скорость снижения их амплитуды. Сопоставление этих характеристик может помочь обнаружить такое влияние и получить сведения о свойствах скрытого вещества. Пока метод остается теоретическим: подтверждений существования подобных «волос» не получено, а предложенный подход еще предстоит проверить на данных наблюдений за гравитационными волнами.