Чёрная дыра похожа на уголёк, который, как считалось, тлеет вечно, но в конце концов должен погаснуть — испариться без следа. Так предсказывал Стивен Хокинг: квантовые процессы у горизонта событий (границы, за которую не выходит даже свет) рождают слабое свечение, и дыра медленно теряет массу. Но в новой работе этот сценарий пересмотрели, добавив квантовые поправки от аномалий и поляризации вакуума — эффектов, которые становятся заметны на самых малых масштабах.
Оказалось, что чёрная дыра не просто худеет равномерно. Её температура сначала растёт, как у разогревающейся печи, но в какой-то момент достигает пика и начинает падать. Излучение Хокинга слабеет и в итоге замирает. Дыра не исчезает, а превращается в «экстремальный остаток» — холодный объект с нулевой температурой, словно уголёк, который перестал тлеть, но не рассыпался в пепел.
Эти результаты проверили и через метод туннелирования: частицы, которые вырываются из-под горизонта, подчиняются тем же правилам, что и в уточнённой термодинамике. Так квантовые поправки рисуют новую судьбу чёрных дыр — не полное испарение, а спокойную остановку в виде стабильного остатка.
Если бы чёрная дыра с массой Солнца испарялась по Хокингу без поправок, это заняло бы $10^{67}$ лет — в миллиарды миллиардов раз дольше возраста Вселенной. А с новыми поправками процесс может остановиться ещё раньше.