Когда звезда-гигант исчерпывает топливо, она схлопывается в чёрную дыру. У такой дыры есть внешняя граница — горизонт событий, за который не вырваться даже свету. Но у многих чёрных дыр есть и внутренний рубеж — второй горизонт, отделяющий внешние слои от ядра сингулярности. Долгое время считалось, что любой такой внутренний горизонт обречён: малейшее возмущение вызывает лавину — энергия на нём растёт как снежный ком, и пространство-время рвётся. Это называют классической нестабильностью инфляции массы.
Однако команда физиков под руководством Роберто Печчеи обнаружила тонкость. Они рассмотрели не вечную чёрную дыру, а реалистичный сценарий: чёрная дыра образуется из схлопнувшегося вещества и со временем испаряется из-за квантовых эффектов — излучения Хокинга. В такой картине внутренний горизонт перестаёт быть «горизонтом Коши» — границей, за которой предсказания физики ломаются. Без этого статуса квантовые поля ведут себя куда спокойнее: их энергия не уходит в бесконечность, а остаётся конечной везде.
Но самое интересное — разница между обычными и «крайними» внутренними горизонтами. У обычных энергия всё же растёт — экспоненциально, как цепная реакция, но только пока дыра существует. А вот у крайних горизонтов, где поверхностная гравитация равна нулю, рост становится степенным — гораздо более пологим. Такую дыру можно сравнить с котлом, в котором давление нарастает не взрывоопасно, а медленно, как в остывающем чайнике.
Это означает, что недра реальных чёрных дыр могут быть куда более устойчивыми, чем предписывали старые модели. Внутренний горизонт не обязательно разрывает пространство-время — он способен существовать довольно долго, давая надежду на то, что падающий наблюдатель не встретит мгновенную сингулярность, а увидит нечто более замысловатое.
Термин «горизонт Коши» назван в честь математика Огюстена Луи Коши, который изучал, как малые причины ведут к большим следствиям — идеально подходит для описания нестабильности внутри чёрных дыр.
В фильме «Интерстеллар» герои попадают внутрь чёрной дыры и взаимодействуют с прошлым — такой сценарий возможен только если внутренний горизонт не разрушает всё на своём пути.