渋谷区穏田一丁目（現在の神宮前5丁目5番）の大山邸内に設置されており、遺跡の調査研究、雑誌の刊行、出土品の展示、約10,000冊にも及ぶ蔵書の公開など、現代の国公立研究所にも劣らない機能を持っていた。この柏が私財を投じて設立した研究所は戦後の日本考古学の基礎を築いたのみならず、そこに集った多くの若い研究者はその後の日本考古学の発展に寄与した。大山史前学研究所は学術雑誌『史前学雑誌』を刊行するとともに、100箇所以上の縄文遺跡を発掘して、その成果を次々に学会に発表した。研究所には甲野勇、宮坂光次、池上啓介、竹下次作、大給尹らの所員がおり、研究所の活動を支えていた。これら多くの業績を残した大山史前学研究所は、山階鳥類研究所、徳川生物学研究所（後の徳川林政史研究所）と並んで「華族3大研究所」とも称される。1943年（昭和18年）に柏が根室・室蘭守備隊に出征した後には、研究所は閉鎖状態となった。さらに太平洋戦争（大東亜戦争）末期の1945年（昭和20年）5月25日、アメリカ軍による東京大空襲によって大山邸と史前学研究所は、所蔵していた多くの貴重な文献や資料もろとも全焼。戦後は大山家の財産の大半が没収されたこともあって、以後再興されることはなかった。研究所の跡地は現在マンションとなっており、往時の面影はない。
1946年（昭和21年）4月13日、貴族院議員を辞職。戦後の華族制度廃止と農地解放、公職追放によって穏田にあった広大な私邸をはじめとする財産の過半を没収され、以後は穏田に子息を残し、牧場と父母の別荘のあった西那須野町（現在の那須塩原市）に隠棲する。1945年11月に慶應義塾大学から文学博士の学位を授与された後、1948年（昭和23年）に『史前芸術 -古文化叢刊-』を刊行し、日本考古学協会編集の『日本考古学辞典』の分担執筆に携わる一方で、戊辰戦争の研究に身を捧げ、1968年（昭和43年）に今日でも戊辰戦争研究の基本資料とされる『戊辰役戦史』を出版した。続編として日清戦争の研究書を出す予定だったが、翌年夏に、かかりつけの病院での通院治療中に老衰で死亡した。慶應義塾大学での講義は、専ら三田キャンパスで行なわれたが、時には三田通りの喫茶店で学生と会話をすることもあったという。自宅には留学中に買い集めたドイツ語の洋書が大量にあり、訪れる学生には「（ドイツ語は）どの語学をやる場合も必ずやるように」と語っていたという。柏は身辺の整理整頓を徹底しており、書斎の引き出しも中は整列され、色別に区分されていたという。これについて柏は「母の影響ですよ」と語っていたという。
しかし、1943年（昭和18年）11月に文学博士学位論文「基礎史前学」を慶應義塾大学に提出直後に、退役を目前にして応召を受け、第32警備隊第33警備大隊長として根室に赴任する。この突然の根室赴任は政治的理由によるものとされ、貴族院議員で召集されたのは柏ただ一人であった。赴任地の根室はソ連との前線であったにもかかわらず、物資が乏しく、柏は自家の財産で負担し、部隊に補給を回す有様だったという。1945年（昭和20年）3月、第33警備大隊の改編に伴い、室蘭防衛隊隷下の第8独立警備隊長に異動。同年7月に、室蘭艦砲射撃を体験する。日本敗戦後の同年9月、召集解除となる。1943年（昭和18年）に柏が根室・室蘭守備隊に出征した後には、研究所は閉鎖状態となった。さらに太平洋戦争（大東亜戦争）末期の1945年（昭和20年）5月25日、アメリカ軍による東京大空襲によって大山邸と史前学研究所は、所蔵していた多くの貴重な文献や資料もろとも全焼。
アルゴル型変光星（アルゴルがたへんこうせい）は、食変光星の分類の1つで、軌道平面が地球からの方角と一致している。冷たい一方の星が熱いもう一方の星の前を通過すると、後者からの光が遮蔽され、地球から見た連星の合計の光度が一時的に低下し、最も光度の小さい状態になる。熱い方の星が冷たい方の星の前面を通過する時は、2番目に光度の小さい状態になる。上記の2つの状態間の周期は非常に規則的で、公転周期によって決まる。ほとんどのアルゴル型変光星は非常に接近した連星で、そのため公転周期は短く、通常は数日である。既知の最も短い周期は、おとめ座HW星の0.1167日（2.48時間）で、既知の最も長い周期は、TYC 2505-672-1の69.1年である（従来はぎょしゃ座ε星の9892日（27年）が最長であった）。ぎょしゃ座ε星は、近年の観測により主星が巨大な円盤に覆われた伴星により掩蔽されることが判明した。TYC 2505-672-1も同様であると考えられている。通常、光度の変化は1等級の桁であり、既知の最も大きい光度変化は、わし座V342星の3.4等級である。恒星のスペクトル型に制約はないが、多くの場合は明るい方の恒星はB、A、F、G型である。アルゴル型変光星に似た変光星としてこと座β型変光星やおおぐま座W型変光星がある。これらはアルゴル型よりさらに連星の距離が近く、食外においても連続的に光度が変化する点が異なる。