Горизонт чёрной дыры часто рисуют как одностороннюю мембрану: всё падает внутрь, ничто не выходит наружу. Но что, если это не пустая граница, а облако из мельчайших «кусочков» самого пространства-времени? В новой работе физики рассматривают чёрную дыру как конденсат таких кусочков — подобно тому, как пар сгущается в капли воды.
У каждой капли есть поверхность, и у чёрной дыры её роль играет горизонт. Площадь этой поверхности связана с числом кусочков, а значит — с запасом беспорядка, или энтропии. Чем больше кусочков, тем тяжелее дыра и тем больше её радиус. Такой подход естественно объясняет, почему энтропия чёрной дыры огромна: она просто считает все микроскопические «атомы» пространства, собравшиеся у горизонта.
Недавние наблюдения слияний чёрных дыр — когда две дыры кружатся и сливаются в одну — дают подсказки. Волны от таких событий несут отпечаток горизонта, и эти данные согласуются с моделью конденсата. Облако кусочков дрожит и колеблется, как натянутая кожа барабана, и эти колебания можно услышать в гравитационных волнах.
Так знакомый образ — облако, сгустившееся вокруг невидимого центра, — возвращается к нам с новым смыслом. Горизонт оказывается не границей пустоты, а самым плотным местом во Вселенной, собранным из самой ткани пространства.
Если бы чёрную дыру с массой Солнца можно было разобрать на «атомы» пространства-времени, их число превысило бы количество всех атомов в видимой Вселенной.
В романе «Чёрное облако» Фреда Хойла разумное облако газа проявляет свойства, напоминающие конденсат: оно собирается из разреженной материи и обретает внутреннюю структуру — почти как чёрная дыра из новой гипотезы.