Чёрная дыра, остывшая почти до абсолютного нуля, напоминает музыкальный инструмент с единственно возможными нотами. Ударьте по ней — и она отзовётся не любым звуком, а лишь строго определённым набором частот. Именно эту картину рисует новое исследование физиков, изучавших так называемое «проскальзывание полюсов» (явление, когда отклик системы теряет информацию о возмущении) вблизи экстремальных чёрных дыр — тех, чья температура стремится к нулю.
Авторы разработали метод, позволяющий разложить сложные уравнения вблизи горизонта по степеням температуры — словно очищая луковицу слой за слоем. Каждый слой оказался независимым: момент, на котором чёрная дыра перестаёт «помнить» детали воздействия, зависит только от внутреннего квантового числа (индекса моды чёрной дыры), но не от номера слоя. Это привело к удивительному выводу: при стремлении температуры к нулю все слои сливаются, и разрешённые значения становятся дискретными — как линейка с редкими засечками.
Проверка на конкретной модели (дионная чёрная дыра Губсера — Рочи) подтвердила аналитические предсказания. Оказалось, что при большом номере слоя разрешённые импульсы растут линейно, как ступеньки лестницы, уходящей вглубь микромира. Этот результат открывает путь к изучению голографических квантовых систем при низких температурах без громоздких вычислений — достаточно знать геометрию горизонта и массу полей.
При стремлении температуры чёрной дыры к абсолютному нулю её отклик на возмущения становится дискретным — как ноты на фортепианной клавиатуре, где можно нажать только существующие клавиши, но не звук между ними.
В романе «Солярис» Станислава Лема океан проявлял избирательную реакцию на воздействия людей — чем-то напоминая дискретный отклик экстремальной чёрной дыры из этой работы.