«Можно пройти через границу горизонта событий и не заметить этого»

Наука и технологии не стоят на месте. Проходит пара лет — и та или иная сфера жизни радикально меняется. В рубрике Update мы просим экспертов помочь нам поспевать за изменениями. Republic поговорил с астрофизиком, популяризатором науки и ведущим научным сотрудником Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга Сергеем Поповым о черных дырах: почему они становятся белыми и зачем танцуют друг с другом.

— В последнее время часто появляются новости о черных дырах. Оказалось, что они могут многократно сливаться, зажигать мертвые звезды и даже танцевать. Есть ли какой-то существенный прогресс в их изучении за последние несколько лет?

— Если говорить о физике черных дыр, то за последние годы существенного прогресса не было. Мы пока недостаточно хорошо понимаем свойства гравитации в квантовых масштабах. Хотя ученые, изучающие свойства квантовой физики с учетом гравитационных полей, безусловно, получали новые интересные решения в рамках тех или иных теорий. Но поскольку у нас пока нет возможности выбрать между ними, непонятно, можно ли это называть прогрессом в истинном смысле слова.

С наблюдательной точки зрения самое большое достижение — это гравитационно-волновые сигналы. Гравитационные волны представляют из себя совершенно новый канал в изучении черных дыр. Если все будет хорошо, то в ближайшие пару лет заработает японская установка KAGRA для их регистрации, которая, во-первых, имеет более высокую чувствительность, чем существующие установки, во-вторых, еще более сдвинута по земному шару, что очень важно для точной локализации. Затем в 20-е годы в Индии заработает установка, аналогичная детекторам LIGO, и вместе они точно принесут нам новую информацию о черных дырах.

Есть надежды на проект «Телескоп горизонта событий». Это коллаборация — большое количество радиотелескопов в разных точках Земли работают на единый результат. В апреле 2017 года они провели большой сет наблюдений черных дыр в центре нашей Галактики, и мы ждем результата. Ожидается, что в районе Нового года они что-то скажут. Самое главное — понять, вообще прозрачно там или нет: вдруг газ или межзвездная среда в центре Галактики мешает нам что-то рассмотреть? Если так, то досадно — вы с большим биноклем смотрите в абсолютный туман. Но велика вероятность, что это не так, и тогда появится еще один канал информации о черных дырах.

— Что сейчас известно об устройстве черных дыр?

— Астрофизические черные дыры — всепоглощающие объекты, не проявляющие свойств поверхности. Они так выглядят потому, что мы смотрим на них издалека. Как они выглядят совсем вблизи, мы пока можем только моделировать. Если мы прыгнем внутрь, узнаем много интересного. Например, что, собственно, происходит на горизонте событий и под ним. Но даже если бы нашлись добровольцы полететь в черную дыру, это все равно вне пределов технической досягаемости.

Как они устроены внутри? Здесь люди основываются исключительно на экстраполяции тех или иных теорий гравитации. И если мы берем стандартную теорию относительности, то там нет ничего интересного: вы падаете в черную дыру, там темно и страшно, хотя ничего страшного и не происходит, пересекаете горизонт событий и, наконец, сталкиваетесь с сингулярностью, где, может быть, что-то интересное, но это уже вне рамок общей теории относительности.

Есть другие теории гравитации. Если это петлевая квантовая гравитация, то вместо сингулярности будет клубок петелек. Были и другие идеи, например, со стеной огня на горизонте. Если мы поверим рецензентам и коллегам, что в этих теориях нет алгебраических ошибок, они, можно сказать, все имеют квазиравные права на существование.

— Вы упомянули горизонт событий. Что это?