หลุมดำอาจท้าทายทฤษฎีบท “ไม่มีขน” ที่มีชื่อเสียงด้วยการรั่วไหลของระลอกคลื่นความโน้มถ่วงที่ตกค้างซึ่งวันหนึ่งอาจถูกตรวจจับโดยเครื่องตรวจจับคลื่นโน้มถ่วง การสังเกตดังกล่าวจะให้หลักฐานทางฟิสิกส์นอกเหนือจากแบบจำลองมาตรฐาน ตามการวิจัยแนวใหม่หลายสาย ตามอัตภาพ หลุมดำสามารถอธิบายได้ด้วยคุณสมบัติสามประการเท่านั้น ได้แก่ มวล การหมุน และประจุ
นักฟิสิกส์บางคนจึงกล่าวว่าหลุมดำดูเหมือนศีรษะล้านที่ไม่มีผม
ดังนั้น หากหลุมดำสองหลุมมีมวล สปิน และประจุไฟฟ้าเท่ากัน ตามทฤษฎีแล้ว หลุมดำเหล่านั้นก็ควรจะเหมือนกัน ตลอดหลายปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นหาวิธีการต่างๆ รอบๆ ทฤษฎีบทที่ไม่มีผมผ่านช่องโหว่ต่างๆ ซึ่งหนึ่งในนั้นคือการมีอยู่ของสนามสเกลาร์ที่สามารถโต้ตอบกับหลุมดำได้ เราทราบดีว่ามีสนามสเกลาร์อยู่หนึ่งสนาม นั่นคือสนามฮิกส์ ซึ่งตัวพาแรงคือฮิกส์โบซอน อย่างไรก็ตาม สนามฮิกส์นั้นไม่เสถียรและสลายตัวอย่างรวดเร็ว แต่สนามสเกลาร์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับทุกสิ่งตั้งแต่สสารมืดและพลังงานมืด ไปจนถึงทฤษฎีสตริงต่างๆ และแรงโน้มถ่วงที่ดัดแปลง
ค่าธรรมเนียม Aretakisในปี 2011 Stefanos Aretakisซึ่งปัจจุบันอยู่ที่มหาวิทยาลัยโตรอนโตและเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นว่าสนามสเกลาร์สามารถทิ้งร่องรอยของการมีอยู่ของมันไว้ในรูปแบบของการก่อกวนบนแบบจำลองอย่างง่ายของหลุมดำสุดโต่งที่ไม่หมุนได้ มีประจุไฟฟ้าสูงสุดหรือสปินที่หลุมดำในมวลของมันสามารถมีได้) สิ่งนี้จะทำให้ขนของหลุมดำที่พวกเขาเรียกว่าประจุ Aretakis และมันจะแตกต่างจากหลุมดำถึงหลุมดำ
ตอนนี้ Lior Burko จาก Theiss Research ในแคลิฟอร์เนียGaurav Khannaจากมหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์และมหาวิทยาลัยโรดไอส์แลนด์และ Subir Sabharwal จากมหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ได้แสดงให้เห็นว่าหลุมดำที่หมุนสุดขั้วอาจมีแรงโน้มถ่วงเทียบเท่ากับประจุ Aretakis พวกเขาอธิบายการค้นพบของพวกเขาในPhysical Review D
คันนากล่าวว่า สิ่งที่ Aretakis ค้นพบจากการวิเคราะห์
ทางคณิตศาสตร์ของเขาคือมีร่องรอยของสนาม [สเกลาร์] หลงเหลืออยู่บนขอบฟ้า” คันนากล่าว “นี่คือประจุที่เรียกว่า Aretakis และสิ่งที่เราพบก็คือมีประจุที่คล้ายกันซึ่งเกี่ยวข้องกับสนามโน้มถ่วง”
เส้นผมที่มีแรงโน้มถ่วงนี้เกิดขึ้นจากการรบกวนในความโค้งของกาลอวกาศที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ และขึ้นอยู่กับว่าหลุมดำก่อตัวขึ้นอย่างไร เนื่องจากจะมีความแตกต่างในรายละเอียดที่แน่นอนของการเกิดหลุมดำแต่ละหลุม หมายความว่าผมโน้มถ่วงนี้จะแตกต่างจากหลุมดำหนึ่งไปยังอีกหลุมหนึ่ง โดยจะแยกแยะความแตกต่างได้แม้ว่ามวล การหมุน และประจุจะเท่ากัน
บำรุงผม Jamie Bamberจาก University of Oxford อธิบายว่าการค้นพบนี้ดู “แข็งแกร่ง” และโดยหลักการแล้ว “กลไกดังกล่าวสำหรับการรองรับเส้นผมนั้นเป็นไปได้” อย่างไรก็ตาม แบมเบอร์ชี้ให้เห็นว่าหลุมดำสุดขั้วนั้นค่อนข้างหายาก หากมีอยู่จริง
เกือบหลุดออกมาจากหลุมดำ คันนารับทราบเรื่องนี้แต่บอกกับPhysics Worldถึงข้อแม้ที่เขา “คาดว่าผลลัพธ์ของเราจะเป็นจริงสำหรับหลุมดำที่ ‘ใกล้สุดขั้ว”
Bamber ซึ่งทำงานร่วมกับKaty CloughและPedro Ferreiraซึ่งเป็น เพื่อนร่วมงานใน Oxford ร่วมกับ Lam HuiและMacarena Lagosจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียในนิวยอร์ก ได้ตีพิมพ์งานพิมพ์ล่วงหน้าเกี่ยวกับarXivเพื่อสำรวจเส้นทางที่แตกต่างกันในการค้นหาผมหลุมดำที่เกิดจากฟิลด์สเกลาร์ที่เกี่ยวข้องกับ สสารมืดบางรุ่น
วิกผมหลุมดำในแบบจำลองของพวกเขา
เมื่อกลุ่มเมฆของสสารมืดเพิ่มพูนขึ้นสู่หลุมดำธรรมดา (ไม่รุนแรง) สนามสเกลาร์ที่เกี่ยวข้องกับสสารมืดก็เติบโตรอบๆ หลุมดำด้วยในอัตราที่ขึ้นกับลักษณะเฉพาะ เช่น หลุมดำ มวลและการหมุน หรือโมเมนตัมเชิงมุมของเมฆสสารมืด อย่างไรก็ตาม สนามสเกลาร์จะไม่คงอยู่ตลอดไป เมื่อสสารมืดเพิ่มขึ้น ทุ่งนาและขนที่เกี่ยวข้องก็จะหายไป ด้วยลักษณะชั่วคราว ผมนี้จึงถูกเรียกว่า “วิกผม”
สิ่งที่ทั้งสองรุ่นมีเหมือนกันคือความเป็นไปได้ที่เส้นผมของพวกมันจะถูกตรวจจับด้วยเครื่องตรวจจับคลื่นโน้มถ่วง “เป็นสิ่งที่เราสามารถวัดได้จากระยะไกล” คันนากล่าว ระยะนี้ยังคงไม่แน่นอน และกลุ่มของคันนากำลังวางแผนที่จะวิเคราะห์ความเป็นไปได้ในเร็วๆ นี้
คลื่นเอกรงค์ ในแบบจำลองการเพิ่มมวลสสารมืด คาดว่าสัญญาณคลื่นโน้มถ่วงจะอ่อนเกินไปสำหรับเครื่องตรวจจับรุ่นปัจจุบันของเราที่จะสังเกตได้ อย่างไรก็ตาม หากเครื่องตรวจจับในอนาคตที่มีความไวสูงกว่าจะตรวจจับเส้นขนเส้นนี้ พวกเขาจะวัดสัญญาณที่ “ดูเหมือนเป็นชุดของคลื่นสีเดียว โดยมีความถี่ที่กำหนดโดยมวลสนามสเกลาร์” แบมเบอร์กล่าว “สิ่งเหล่านี้สามารถปรากฏเป็นยอดบนสเปกตรัมของพื้นหลังคลื่นโน้มถ่วง” หลุมดำที่หมุนวนอาจทำให้ผมยาวได้
นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ที่จะเห็นเส้นขนแรงโน้มถ่วงในระหว่างการรวมตัวของหลุมดำ “รอยประทับของเมฆดังกล่าวในการควบรวมไบนารีเป็นสิ่งที่เรากำลังดำเนินการอยู่” แบมเบอร์กล่าว งานตามทฤษฎีได้แสดงให้เห็นว่าในระหว่างเฟสในเกลียวเมื่อหลุมดำทั้งสองเข้ามาใกล้มากขึ้นเรื่อยๆ และระยะวงแหวนลงหลังจากการควบรวมกิจการเมื่อคลื่นโน้มถ่วงลดลง รอยประทับของเส้นผมจะมีความสำคัญเพียงเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม เส้นผมสามารถปรากฏชัดในช่วงเวลาที่คลื่นความโน้มถ่วงแรงที่สุด
หากสามารถตรวจจับเส้นขนโน้มถ่วงได้ มันจะให้ข้อมูลเชิงลึกอันล้ำค่าเกี่ยวกับฟิสิกส์นอกเหนือจากแบบจำลองมาตรฐาน ซึ่งเกี่ยวข้องกับอนุภาคใหม่ที่เกี่ยวข้องกับสนามสเกลาร์ ในกรณีของแบบจำลองของแบมเบอร์ มันสามารถให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับธรรมชาติของสสารมืด ในงานของ Burko และ Khanna มันยังบอกเราเพิ่มเติมเกี่ยวกับประวัติของหลุมดำแต่ละหลุม ซึ่งจะมีความสำคัญสำหรับนักจักรวาลวิทยาที่พยายามอธิบายที่มาของหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางดาราจักรขนาดใหญ่ส่วนใหญ่
Credit : parkerhousewallace.com partyservicedallas.com pastorsermontv.com planosycapacetes.com platterivergolf.com
