Когда массивная звезда исчерпывает топливо, её ядро схлопывается под собственной тяжестью. Внутри образуется чёрная дыра — область, где гравитация настолько сильна, что даже свет не может выбраться. Долгое время считалось, что в самом центре скрывается точка бесконечной плотности — сингулярность. Но уравнения квантовой физики намекают: возможно, материя способна сопротивляться сжатию и формировать гладкое, конечное ядро.
Учёные взяли два описания вещества, вдохновлённые квантовой хромодинамикой — теорией сильного взаимодействия, которая склеивает кварки внутри протонов и нейтронов. Первое описывает горячую смесь из трёх сортов кварков, второе — холодный «кварковый суп» с массивными глюонами (частицами-переносчиками сильного взаимодействия). Оба варианта подставили в уравнения Эйнштейна, чтобы посмотреть, что получится в центре коллапса.
Результат оказался суровым. В первом случае решение привело к тому, что плотность и кривизна пространства в центре всё равно стремятся к бесконечности. Во втором — температура росла так быстро, что вблизи центра модель переставала работать. Иными словами, кварковая материя сама по себе не способна создать безопасное, регулярное ядро. Чтобы избежать сингулярности, природе потребуется нечто большее — например, внезапный фазовый переход в состояние, похожее на вакуум с отталкивающей гравитацией.
Так метафора «чёрной дыры как водоворота» получает неожиданное продолжение. Даже если вода состоит из мельчайших вихрей, в самой воронке всё равно образуется пустота — если только не вмешается неизвестный механизм, меняющий свойства жидкости на дне.
Если бы Землю сжали до чёрной дыры, её радиус составил бы всего около 9 миллиметров — размер виноградины.
В романе «Ложная слепота» Питера Уоттса экипаж корабля исследует аномалию, где физические законы перестают работать — намёк на то, что внутри чёрной дыры привычная материя может уступать место чему-то совершенно иному.