Вращающаяся чёрная дыра — не спокойный водоворот. Пространство вокруг неё дрожит и звенит от малейших возмущений, словно гитарная струна после щипка. Эти колебания описывает уравнение Тьюкольского — сложная математическая конструкция, которую физики изучают уже полвека.
Недавно в этом уравнении заметили странную симметрию. Если определённым образом «переставить» числа, отвечающие за массу частиц, уравнение превращается в волновое уравнение на другом, «двойственном» пространстве-времени. Авторы работы показали, что эта симметрия — не случайный трюк, а следствие глубокой связи с классическим уравнением Пенлеве VI. За ним стоит теория изомонодромных деформаций — элегантный раздел математики, который объясняет, почему разные на вид задачи оказываются родственниками.
Исследователи выяснили, куда ведёт эта симметрия. Двойственное пространство-время — не абстракция, а снова чёрная дыра. Только с другими параметрами. Этот геометрический взгляд позволил по-новому доказать старый результат: часть колебаний затухает, дыра устойчива — хотя бы частично.
Так одна чёрная дыра отражается в другой, как в зеркале. И это зеркало помогает понять, насколько прочна сама ткань пространства.
Уравнение Тьюкольского, которое описывает чёрную дыру, почти пятьдесят лет оставалось без точного решения — его решают только на компьютерах.