Чёрная дыра похожа на котёл, который медленно выкипает. Её поверхность испускает частицы, и этот процесс называют излучением Хокинга. Чем горячее котёл, тем быстрее он пустеет. Но что, если котёл не простой, а с двойным дном — способный превратиться в проход в другое место? Физики изучили два семейства таких «хитрых» чёрных дыр, которые при определённых условиях становятся кротовыми норами.
Раньше испарение этих объектов считали приближённо — как будто прикидывали скорость выкипания на глаз, по пузырькам. В новой работе учёные заменили прикидки прямым расчётом: они численно проследили, как через поверхность пробиваются частицы света и безмассовые электроны (нейтрино). Оказалось, что вблизи обычной чёрной дыры старые оценки ещё работают, но чем ближе к состоянию кротовой норы, тем сильнее они врут — иногда в сотни и тысячи раз.
Самый яркий пример — чёрная дыра Симпсона–Виссера. Если оценивать время её полураспада по старым формулам, получится одно число. А прямой расчёт показывает, что на самом деле она проживёт в 85 раз дольше. Это важно для понимания того, как ведут себя компактные объекты в центре галактик и могут ли кротовые норы существовать в природе.
Такой пересчёт — не просто уточнение. Он говорит, что без прямого численного моделирования нельзя доверять предсказаниям о судьбе чёрных дыр, эволюционирующих в сторону кротовых нор. Их испарение — тонкий процесс, где каждая частота излучения играет роль, и приближения «на глаз» здесь бессильны.
Если бы чёрная дыра размером с теннисный мяч превратилась в кротовую нору, её излучение стало бы слабее свечения одного светлячка.
В фильме «Интерстеллар» кротовая нора служит порталом в другую галактику; данная работа показывает, что переход от чёрной дыры к кротовой норе может быть не взрывным, а тихим и почти незаметным.