В центре многих галактик прячутся гигантские вращающиеся чёрные дыры. Астрофизики давно подозревали, что эти объекты удивительно живучи: проглотив звезду или слившись с другой дырой, они быстро успокаиваются и забывают о катастрофе. Но доказать это математически не удавалось десятилетиями — уравнения искривлённого пространства-времени слишком сложны.
Новая работа закрывает этот пробел. Автор рассмотрел чёрные дыры семейства Керра — те, что обладают массой и вращением, — и доказал: если их слегка «толкнуть», они не разрушатся. Возмущение уйдёт, как круги от камня на пруду, а дыра плавно вернётся к прежней форме. Только изменится чуть-чуть: масса и скорость вращения подстроятся под толчок. Скорость затухания оценена как обратный квадрат времени — примерно как если бы рябь утихала всё медленнее, но гарантированно.
Математический трюк напоминает работу переводчика-синхрониста. Вместо того чтобы напрямую решать уравнение гравитационных волн, автор вводит «калибровочные поправки» — как переводчик подбирает слова, чтобы смысл не исказился. Эти поправки ищутся вместе с итоговыми параметрами дыры в хитрой итерационной схеме Нэша — Мозера. Так удалось обойти главную трудность: невозможность явно выписать решение.
Результат опирается на две предыдущие статьи автора. Первая ввела сильное «гашение связей» — метод, не дающий ошибкам накапливаться в расчётах. Вторая дала оценки для волновых уравнений с плохим затуханием. Здесь они собраны в единую картину: чёрная дыра Керра — не хрупкий кристалл, а упругий шар, который после удара возвращается в исходную форму.
Семейство решений Керра нашли в 1963 году, но доказать их устойчивость смогли только сейчас — спустя 60 лет. Всё это время физики верили в результат на основе косвенных расчётов и компьютерных симуляций.
В фильме «Интерстеллар» сверхмассивная чёрная дыра Гаргантюа ведёт себя именно как керровская — быстро вращается и остаётся устойчивой, позволяя героям совершать манёвры вблизи горизонта.