Британский физик-теоретик Стивен Хокинг, один из основателей современной теории черных дыр, предлагает пересмотреть одно из основных положений этой теории — существование «горизонта событий» черной дыры, из-за которого ни материя, ни энергия не могут вернуться во внешний мир; эта «тюрьма» только временная, а значит черных дыр в обычном понимании не существует, пишет физик в статье, размещенной в электронной библиотеке Корнеллского университета.

«В классической теории нет возможности покинуть черную дыру <…> (Квантовая теория) однако позволяет энергии и информации "бежать» из черной дыры", — говорит Хокинг, слова которого приводятся на сайте журнала Nature.

Одним из основных свойств черных дыр — как «обычных», возникающих при гравитационном коллапсе на поздней стадии эволюции массивных звезд, так и сверхмассивных в центрах галактик — является наличие горизонта событий или сферы Шварцшильда, границы, за которой гравитация черной дыры становится настолько большой, что вырваться оттуда можно только превысив скорость света.

Поскольку скорость света — предельная скорость, то, согласно господствующим представлениям, ничто покинуть черную дыру не может.

Согласно теории Эйнштейна, астронавт, пролетевший через горизонт событий, не почувствует ничего — только позже, по мере приближения к центру черной дыры и росту градиента гравитации (разнице в силе тяготения в разных точках) его тело будет вытягиваться, пока не превратится в «спагетти» и попадет в сингулярность в центре.

Согласно предположениям Хокинга, квантовые эффекты в окрестностях черной дыры настолько сильно искажают пространство-время, что четкая граница горизонта событий просто не может существовать.

По мнению Хокинга,

существует «кажущийся горизонт» (apparent horizon) — поверхность, на которой излучение, уходящее от центра черной дыры, лишь задерживается. В отличие от классического горизонта событий, «кажущийся» может в какой-то момент исчезнуть, и то, что было в черной дыре, может выйти наружу.

«Отсутствие горизонта событий означает, что не существует черных дыр как объектов, откуда излучение не может уйти никогда», — пишет Хокинг.

Сам ученый не описал причин, по которым кажущийся горизонт может исчезнуть, однако Дон Пэйдж (Don Page) из канадского университета Альберты полагает, что

это может произойти, когда черная дыра за счет излучения Хокинга станет настолько малой, что гравитационные и квантовые эффекты станут неразличимы.

В работе Хокинг также пишет, что излучение дыры будет носить хаотический (в математическом смысле) характер. Это означает, что,

несмотря на принципиальное сохранение информации, извлечь ее из излучения не представляется возможным. В работе физик сравнивает задачу извлечения информации с задачей предсказания погоды. Хаотичность в данном случае означает такую зависимость задачи от начальных условий, что малейшая неточность в определении этих условий приводит к принципиально различным решениям задачи. Физик признается, что строгую математическую реализацию его идей еще предстоит найти.

Согласно представлениям теории относительности, если материя достигает некоторой критической плотности, под воздействием собственной гравитации она коллапсирует в черную дыру. Это регион пространства, в котором гравитационные силы настолько велики, что даже свет не может его покинуть. Дыра от остальной Вселенной отделена горизонтом событий – условным барьером, проницаемым только в одну сторону.

В случае, если речь идет о сверхмассивной черной дыре достаточно большого радиуса, приливные силы на горизонте событий слабы, и гипотетический наблюдатель может даже не заметить пересечения этой границы.

В классической теории относительности черная дыра не могла ничего излучать (астрономы находят дыры, например, по излучению падающей на них материи). В середине XX века Стивен Хокинг обнаружил, что

квантовые эффекты вблизи горизонта событий приводят к тому, что дыра на самом деле излучает.

Однако, спектр этого излучения оказался аналогичным спектру излучения абсолютно черного тела. С точки зрения квантовой механики, это означает, что черная дыра теряет информацию о том, что она поглотила. Этот эффект противоречит постулату о сохранении информации (в некотором смысле, далеко идущее обобщение закона сохранения энергии) и получил название информационного парадокса черных дыр.

Развивая идеи Хокинга и пытаясь разрешить парадокс, физик Джо Полчински с коллегами в 2012 году описали эффект так называемой «стены огня». Суть его состоит в том, что, из-за так называемой AdS/CFT-двойственности вместо горизонта событий образуется так называемая «стена огня» — регион с частицами колоссальных энергий.

Этот результат, в свою очередь, оказывается в противоречии с теорией относительности, согласно которой горизонт событий ничем не отличается от остальных регионов пространства с точки зрения физических законов.