Горизонт чёрной дыры дрожит сильнее, чем мы думали ✎ экспресс

Оригинал: "Large Quantum Gravity Fluctuations of BTZ Black Holes"
· Ben Freivogel, Upamanyu Moitra
arXiv:2606.28160 · 2026-06-26 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Квантовые флуктуации горизонта чёрной дыры оказались гораздо крупнее планковского масштаба.

Горизонт чёрной дыры похож на мыльную плёнку, натянутую над бездной. Со стороны кажется идеально гладким, но вблизи он дрожит. Эта рябь рождается из-за квантовых флуктуаций — непрерывного рождения и исчезновения частиц в пустоте.

Физики изучили такую дрожь для чёрной дыры в трёхмерном пространстве с отрицательной кривизной (так устроена Вселенная с анти-деситтеровской геометрией). Они задали чёткий рецепт, как измерить размах колебаний, и назвали его «квантовой шириной» горизонта. С помощью голографического принципа — идеи, что гравитация внутри объёма полностью описывается теорией на его границе, — ширину связали с привычными величинами на краю.

Голография в физике — это не про картинки, а про то, что трёхмерный мир с гравитацией может быть закодирован на двумерной поверхности без гравитации.

Оказалось, что типичная амплитуда дрожи примерно равна корню четвёртой степени из произведения гравитационной постоянной и куба радиуса пространства. В числах это куда больше планковской длины (мельчайшего возможного размера). Более того, чем на более мелком масштабе смотреть, тем сильнее дрожит горизонт — в пределе нулевого размера колебания логарифмически уходят в бесконечность.

Планковская длина — примерно 10⁻³⁵ метра, но квантовая ширина горизонта может быть в миллиарды раз больше.

Этот результат — самый надёжный на сегодня довод в пользу того, что квантовые флуктуации горизонта реальны и заметны без всяких ухищрений. Дрожь плёнки не просто теоретическая причуда, а прямое следствие квантовой гравитации в её нынешнем понимании.

Квантовую ширину горизонта можно представить как дрожь мыльного пузыря, который трясётся от теплового движения молекул воздуха — только здесь «молекулы» — это виртуальные частицы вакуума.

В романе «Чёрные дыры и складки времени» Кип Торн описывает квантовую пену на горизонте — именно её свойства и уточняет эта работа.

w \sim (G_{\mathrm{N}} L_{\mathrm{AdS}}^3)^{1/4}
Квантовая ширина горизонта (w) пропорциональна корню четвёртой степени из произведения ньютоновской постоянной (G_N) и куба радиуса анти-деситтеровского пространства (L_AdS).
Учёные
Jacob BekensteinStephen HawkingJohn Archibald WheelerHenri PoincaréFritz ZwickyKarl Schwarzschild
Понятия
переменность чёрной дыры площадь горизонта планковский масштаб чёрные дыры в мире браны эффекты квантовой гравитации гравитационный радиус пена пространства-времени пространство анти-де Ситтера флуктуация планковская длина внутренний горизонт энтропия Вальда логарифмическая поправка квантовые космологические неоднородности метрика Шварцшильда поверхностная гравитация adS/CFT-соответствие энтропия Бекенштейна–Хокинга радиус Шварцшильда скалярные возмущения