Водопад не спрашивает, готовы ли вы к прыжку. Его поток ускоряется, и в какой-то момент даже свет не может вырваться обратно. Чёрная дыра МакВитти — это такой водопад, но не в обычной реке, а в расширяющейся Вселенной: вода здесь — само пространство, которое непрерывно растягивается, унося галактики друг от друга.

Долгое время оставалось неясным, можно ли вообще упасть в эту дыру. Частицы космической жидкости — той самой «воды» — не падают в неё, а улетают на бесконечность, будто поток уносит их прочь. Но свободно падающий наблюдатель, как камень, брошенный в водопад, всё же достигает горизонта за конечное собственное время. Это доказано в новой работе: траектории времениподобных геодезических — путей свободно падающих тел — приводят к горизонту событий, границе, за которую не вернуться.

Но что ждёт смельчака у самого края? Ответ зависит от космологической постоянной — энергии пустого пространства. Если она положительна, все скалярные инварианты кривизны, включая поля Якоби (меру растяжения соседних траекторий) и компоненты кривизны в параллельно переносимой системе, остаются конечными на горизонте. Тело пересекает его без катастрофы. Однако если космологическая постоянная равна нулю, возникает трещина в этой картине: скаляр второго порядка расходится как гамма-фактор, а некоторые компоненты кривизны, например R0i0i, взрываются. Это значит, что протяжённое тело, несмотря на конечность полей Якоби, может быть разорвано приливными силами — как пловец, которого водоворот скручивает не сразу, а на втором обороте.

Раньше считалось, что раз поля Якоби конечны, наблюдатель выживает. Новая работа показывает: нужно смотреть на высшие производные кривизны. Это как проверять не только силу удара волны, но и её рывок. Для чёрных дыр МакВитти при Λ=0 рывок оказывается смертельным. Исследование заполняет важный пробел: впервые доказано, что массивные частицы могут падать в такую дыру, и выявлена возможная слабая сингулярность на горизонте. Практических применений у этого знания пока нет — это чистая физика, но она уточняет, как ведут себя чёрные дыры в расширяющейся Вселенной.

Водопад продолжает течь, и теперь мы знаем: прыжок возможен, но не всегда безопасен. Следующий шаг — изучить, как ведут себя протяжённые тела с учётом мультипольных моментов, и как пробные поля взаимодействуют с горизонтом. Возможно, тогда мы поймём, где именно проходит грань между выживанием и распадом в этом космическом потоке.