In de theoretische natuurkunde heerst de opvatting dat zwarte gaten een verrassend eenvoudige structuur hebben. Volgens de algemene relativiteitstheorie worden deze objecten volledig gekarakteriseerd door slechts drie parameters: hun elektrische lading, hun rotatie en hun massa. Dit betekent dat alle informatie over de materie die oorspronkelijk in het zwarte gat is ingestort, volledig verloren gaat. Dit fundamentele principe staat in de wetenschap bekend als het 'no-hair theorem'.
De term 'haar' is een metafoor die is geïntroduceerd door de natuurkundige John Wheeler. Hij baseerde dit op het wiskundige 'hairy ball theorem' om te illustreren dat de waarnemingshorizon van een zwart gat geen specifieke, onderscheidende eigenschappen bezit. Volgens berichtgeving van universetoday.com stelt de standaardtheorie dat elk stabiel zwart gat dergelijke kenmerken mist, maar de situatie wordt complexer wanneer twee van deze objecten met elkaar versmelten.
Om te onderzoeken of de werkelijkheid wellicht afwijkt van deze standaardvisie, hebben onderzoekers alternatieve modellen bestudeerd. Een voorbeeld hiervan is het Hayward-zwart gat, naar Sean Hayward vernoemd. Dit model is ontworpen om singulariteiten — locaties met een oneindige dichtheid — uit de natuurkundige vergelijkingen te elimineren door aan te nemen dat materie een quantumtoestand bereikt die niet singulier is. Omdat een Hayward-zwart gat geen strikte waarnemingshorizon heeft, is het 'no-hair theorem' hier niet van toepassing, aldus .
Naast dit model is er gekeken naar het Bardeen-zwart gat, gebaseerd op het werk van James Bardeen over thermodynamica. In dit specifieke theoretische kader beschikt het zwarte gat over een elektromagnetische structuur in de straling, wat in vaktaal betekent dat het object wel degelijk over 'haar' beschikt.
De focus van het recente onderzoek ligt op de zogenaamde 'ringdown'. Het onderzoeksteam heeft berekend hoe deze fase verloopt bij de versmelting van Bardeen- en Hayward-zwarte gaten.
Uit deze berekeningen blijkt dat elk model een eigen, unieke signatuur achterlaat in de ringdown. Zoals beschreven door , uiten deze verschillen zich specifiek in de snelheid waarmee de golven vervallen en in de frequentie van de ringdown.
Deze ontdekking biedt een potentieel instrument om de algemene relativiteitstheorie in de toekomst strenger te toetsen. Wanneer toekomstige waarnemingen van gravitatiegolven frequenties laten zien die afwijken van de voorspellingen van het standaardmodel, zou dit kunnen bewijzen dat zwarte gaten complexer zijn dan Wheeler oorspronkelijk dacht. Volgens zou een dergelijke afwijking betekenen dat het 'no-hair theorem' in de praktijk niet standhoudt.