Вода, текущая в трубе, может стать ловушкой для звука. Если скорость потока превышает скорость звука в воде, то звуковые волны, пытающиеся пойти против течения, уже не могут вырваться — их уносит прочь, как свет за горизонтом черной дыры. Это не просто метафора: в таких аналоговых системах действительно рождаются частицы, подобные излучению Хокинга.
Авторы работы рассмотрели более хитрый случай — когда скорость волн зависит от их длины, и короткие волны могут двигаться быстрее звука. Оказалось, что и здесь возникает горизонт, но не там, где скорость потока сравнивается со скоростью звука, а глубже, где она догоняет уже более быстрые волны. С помощью изящного математического трюка — S-матрицы вблизи горизонта — они вычислили, сколько частиц рождается, и сравнили с результатами метода туннелирования. Оба подхода сошлись: спектр получился почти тепловым, с температурой, задаваемой эффективной поверхностной гравитацией нового горизонта.
Это значит, что излучение Хокинга — не каприз строго релятивистской физики, а общее свойство сред с горизонтами. Даже если на сверхмалых расстояниях привычные законы меняются, черные дыры все равно будут «светить». А аналоговые эксперименты с жидкостями или светом в лаборатории получают прочную теоретическую опору.
В 1981 году Билл Анрух показал, что звуковые волны в текущей жидкости ведут себя как свет в искривленном пространстве-времени. С тех пор физики пытаются создать «звуковую черную дыру» в лаборатории, чтобы поймать ее аналог излучения Хокинга.
В романе Станислава Лема «Фиаско» астронавты используют аналоговые модели для понимания свойств иных цивилизаций — почти как физики моделируют черные дыры в жидкостях.