Эта фраза отсылает к гипотетической сингулярности в центре классических черных дыр, тех самых, что описываются уравнениями Эйнштейна. Но что это значит?

В 1915 году Эйнштейн опубликовал теорию относительности. Уже через год немецкий физик Карл Шварцшильд нашел точное решение этих уравнений — и оно предсказало существование объектов с настолько мощной гравитацией, что даже свет не может их покинуть. Так родилась идея черных дыр.

Но с самого начала в этой теории были проблемы. В 1960-х стало ясно: в центре черной дыры кривизна пространства-времени становится бесконечной. Это сингулярность — точка, где законы физики, кажется, перестают работать.

Если она реальна, а не просто математическая абстракция, значит, теория относительности «ломается» в экстремальных условиях. Для многих ученых слово „сингулярность“ — это признание: мы не знаем, что там происходит.

Несмотря на споры, доказательств существования черных дыр становилось все больше. В 2015 году зафиксировали гравитационные волны от слияния двух дыр, в 2019-м и 2022-м Event Horizon Telescope показал их тени. Но ни одно наблюдение не ответило на главный вопрос: что внутри?

Территория неизвестности

Либерати называет это «зоной львов» — мы можем описать физику черных дыр только до определенного предела. Дальше — загадка. А наука не любит загадок. Поэтому ученые ищут новую теорию, где сингулярность „исчезает“ благодаря квантовым эффектам. Так появились модели черных дыр без сингулярностей — как в работе Либерати и его коллег.

Результаты опубликованы в издании Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Исследование родилось из дискуссий на семинаре IFPU. Ученые спорили, меняли мнения, искали компромиссы. В итоге выделили три модели:

1. Классическая черная дыра — с сингулярностью и горизонтом событий.
2. Регулярная черная дыра — без сингулярности, но с горизонтом.
3. Мимикр — объект, который выглядит как черная дыра, но не имеет ни сингулярности, ни горизонта.

Авторы разбирают, как могут формироваться такие объекты, как их отличить от стандартных дыр. Пока наблюдения — гравитационные волны, снимки EHT — изучают только внешние свойства. Но есть нюансы.

Не все потеряно, — говорит Либерати. — Регулярные дыры и мимикры никогда не идентичны классическим. Даже снаружи есть отличия.

Например:

• Event Horizon Telescope может заметить странности в свете вокруг мимикров — например, более сложные кольца фотонов.
• Гравитационные волны могут показать аномалии, не совместимые с классической физикой.
• Тепловое излучение от поверхности объекта без горизонта даст новые подсказки.

Пока мы не знаем, насколько заметны эти эффекты. Но в ближайшие годы теории и симуляции станут точнее — и тогда новые инструменты помогут проверить альтернативные модели.

Мы на пороге удивительных открытий, — заключает Либерати. — Перед нами открывается огромная неизведанная территория.

Это не просто академический спор. Если сингулярности нет — значит, теория относительности не «ломается», а дополняется квантовыми эффектами. Это шаг к теории квантовой гравитации, которая объединит макромир Эйнштейна и микромир квантовой механики.

Кроме того, альтернативные модели могут объяснить парадоксы вроде исчезновения информации в черной дыре. А если мимикры существуют — это вообще переворот: значит, самые загадочные объекты Вселенной устроены иначе, чем мы думали.

Ранее ученые заявили, что не исключают существования других форм материи.