Чорні діри давно вважаються одними з найзагадковіших об’єктів у Всесвіті. Вони не лише поглинають усе навколо, а й постійно ставлять під сумнів наші уявлення про закони фізики. Тепер нове дослідження додає ще одну несподівану деталь: за певних умов ці космічні гіганти можуть поводитися зовсім не так, як передбачає класична теорія.
Йдеться про так зване «число Лава» — величину, яка показує, наскільки об’єкт деформується під дією зовнішніх гравітаційних сил. Для Землі чи нейтронних зірок це звичайне явище: вони трохи «розтягуються» під впливом інших масивних тіл. А от чорні діри, згідно з загальною теорією відносності, мають нульове значення цього параметра. Тобто вони взагалі не повинні деформуватися — ні за яких обставин.
Саме це правило десятиліттями вважалося беззаперечним. Але нова наукова робота пропонує інший погляд. Дослідники вирішили подивитися на проблему не через традиційні підходи, а через так звані ферміонні поля — особливий клас квантових полів, до яких належать, наприклад, нейтрино.
Зазвичай подібні розрахунки базуються на бозонних полях — тобто тих, що передають сили, як-от електромагнітні чи гравітаційні. У такому випадку математичні симетрії «змушують» результат бути нульовим. Але ферміони поводяться інакше: вони можуть обходити ці обмеження.
У результаті вчені дійшли висновку, що для обертових чорних дір — так званих об’єктів Керра — число Лава може бути не нульовим. Іншими словами, такі чорні діри здатні хоч і мінімально, але все ж реагувати на зовнішній гравітаційний вплив.
Це відкриття має серйозні наслідки. Воно натякає на те, що чорні діри можуть мати так зване «волосся» — додаткові властивості або структури, які не описуються класичними моделями. Раніше вважалося, що чорні діри максимально прості: їх можна повністю описати лише масою, зарядом і обертанням. Але нові результати підривають цю ідею.
Якщо ці висновки підтвердяться, це відкриє новий напрямок у дослідженні сильних гравітаційних полів і взаємодії квантової фізики з космосом. Фактично, мова йде про ще один крок до розгадки того, як працює Всесвіт на найглибшому рівні.
Поки що це лише теоретична робота, і перевірити її експериментально надзвичайно складно. Але навіть сам факт того, що чорні діри знову «ламають правила», показує: ми досі знаємо про них набагато менше, ніж хотілося б.