Если коротко вспыхнуть светом рядом с чёрной дырой, она ответит долгим эхом — как колокол, который продолжает звенеть после удара. Свет задерживается вблизи дыры, многократно отражаясь от невидимой границы — фотонной сферы, где лучи ходят кругами, словно звук в металле. Эта аналогия упрощает реальность: в отличие от звука, световые волны захватываются не веществом, а самим искривлённым пространством-временем.
Учёные повторили это на столе, с помощью изогнутой поверхности, имитирующей искривлённое пространство. Световой импульс, попав на такую поверхность, породил длинный хвост из ярких полос — эхо, точь-в-точь как возле чёрной дыры.
Опираясь на работы Гюйгенса и Шварцшильда, физики расшифровали эхо с помощью спектроскопии — анализа частот света. Оно оказалось резонансным: свет вибрирует в такт с гравитационным «голосом» чёрной дыры, как струна под смычком. Как выяснили: измерив задержки между вспышкой и приходом эхо-сигналов на разных частотах, можно вычислить геометрию фотонной сферы — словно по звону колокола узнать его форму.
Если бы удалось зависнуть внутри фотонной сферы чёрной дыры, можно было бы увидеть собственный затылок: свет, испущенный оттуда, обогнул бы дыру и вернулся к наблюдателю.
В «Интерстеллар» гравитация чёрной дыры даёт возможность общаться через время; теперь физики выяснили, что и реальные световые сигналы могут создавать эхо, напоминающее послания из прошлого.