Когда две чёрные дыры сливаются, их горизонты событий — поверхности, из-под которых не может вырваться даже свет, — объединяются, словно два куска липкой плёнки. Общая площадь горизонта при этом никогда не уменьшается. Это закон, сформулированный Стивеном Хокингом в 1970-х годах, известный как закон площади.
Детекторы LIGO и Virgo, улавливающие гравитационные волны — рябь пространства-времени от космических катаклизмов, — подтвердили это правило на практике: анализируя сигналы слияний, учёные убедились, что итоговая площадь горизонта действительно не меньше суммы исходных. Затем физики пошли дальше: они приняли закон за абсолютный принцип и потребовали, чтобы любые теории квантовой гравитации — попытки объединить общую теорию относительности с квантовой механикой — ему подчинялись. Оказалось, что это жёсткий фильтр: выживают только те теоретические построения, в которых исчезают дополнительные математические надстройки, а искривлённое пространство-время лишено скрытых нестабильностей. Иными словами, закон площади работает как критерий отбора, отсекая модели, где горизонт вёл бы себя противоестественно.
Неожиданный бонус такого подхода: строгое следование закону автоматически приводит к формуле, впервые предложенной Якобом Бекенштейном, S = A/4, которая связывает энтропию чёрной дыры — меру её внутреннего беспорядка, или, точнее, скрытой информации — с площадью горизонта. Более того, этот путь намекает, что горизонт может быть не идеально гладким шаром, а иметь микроскопические неровности — квантовые флуктуации геометрии. Такие упрощения отсеивают многие сложные теории и приближают нас к разгадке квантовой природы гравитации.
Если бы площадь горизонта могла уменьшаться, из чёрной дыры можно было бы бесконечно черпать энергию — но устройство мироздания это запрещает.