Чёрная дыра, в которую что-то падает, может не просто испаряться миллиарды лет, а лопнуть, как мыльный пузырь, и стать своей противоположностью — белой дырой. Такой сценарий подсказали численные эксперименты с полуклассической гравитацией. В них брали сферическую чёрную дыру с двумя рубежами: внешним (горизонт событий) и внутренним. Оказалось, что внутренний горизонт чёрной дыры нестабилен из-за квантовых эффектов. Он разрушается, и вся захваченная область исчезает в разы быстрее, чем при обычном хокинговском испарении.
А потом на месте пропавшей ловушки возникает анти-ловушка — динамическая белая дыра. Из неё всё вышвыривается наружу. Авторы новой работы построили аналитическую модель на двумерных коллапсах (упрощённых, но сохраняющих суть) и вычислили, как меняется энергия вакуума. Ключевым оказался поток отрицательной энергии, бегущий изнутри наружу вдоль направления убегания. Именно его усиление и заставляет чёрную дыру сменить знак.
Любопытно, что рождённая белая дыра сама испускает потоки, но уже внутрь, вдоль направления падения. Эти потоки могут породить новую чёрную дыру. Возникает каскад переходов туда-обратно, который способен закончиться пространством-временем без горизонтов — пульсирующим, как сердце. Аналитический подход позволил отделить универсальные черты механизма от деталей геометрии. Хотя полная картина требует учёта обратного влияния квантов на гравитацию, уже ясно: чёрные дыры могут быть лишь фазой в жизни компактного объекта.
Время жизни чёрной дыры с массой Солнца по Хокингу — $10^{67}$ лет. А переход в белую дыру по новому сценарию может занять секунды.
В «Интерстелларе» герои ныряют в чёрную дыру, а вываливаются из белой — похожий трюк, только без квантовой каскадной чехарды.