Классические чёрные дыры — области пространства-времени с гравитацией настолько мощной, что даже свет не может их покинуть, — согласно общей теории относительности скрывают в своём центре сингулярность: точку бесконечной плотности и кривизны, где известные законы физики теряют смысл. Однако существуют теоретические модели, в которых сингулярность заменяется плотным, но имеющим конечные размеры ядром из экзотической материи. Для внешнего наблюдателя такие объекты почти неотличимы от классических чёрных дыр, поэтому астрофизики разрабатывают методы, позволяющие «заглянуть» внутрь.

Один из подходов — анализ слабого искривления света далёких звёзд, проходящего вблизи массивного объекта. Гравитационное поле действует как линза, искажая траектории лучей, но эта техника подобна попытке ощупать форму предмета ладонью: она даёт лишь размытое представление. Гораздо более информативны прямые снимки тени чёрной дыры — тёмного силуэта на фоне светящегося аккреционного диска. Наблюдая размер и форму тени, можно с высокой точностью оценить параметры центрального ядра.

Впрочем, даже чёткая тень не всегда раскрывает секрет: геометрия пространства-времени способна маскировать микроскопические детали, подобно тому как твёрдая скорлупа не позволяет простукать начинку ореха. Чтобы «услышать» внутреннюю структуру — будь то глухой отзвук или чистый звон, — учёные обращаются к гравитационным волнам: ряби самой ткани пространства, рождающейся при колебаниях чёрной дыры. Анализ того, как эти волны взаимодействуют с горизонтом, а также измерение временны́х задержек света вблизи него, способны выдать природу сердцевины. Ещё один неожиданный ключ — поведение падающего газа. При изменении режима аккреции, когда вещество переходит из турбулентного состояния в ламинарное или наоборот, перестраивается наблюдаемая яркость: знакомый ритм вспышек будто сбивается, и эта аномалия может быть подписью регулярного ядра.

Совокупность таких сигналов позволит определить, скрывается ли за горизонтом бездонная сингулярность или же мост в иную область пространства-времени. Примечательно, что первая модель регулярной чёрной дыры — без сингулярности — была предложена ещё в 1968 году, задолго до эпохи прямых наблюдений. Сегодня, благодаря современным телескопам и детекторам гравитационных волн, эта гипотеза наконец-то может быть подвергнута экспериментальной проверке.