Тень чёрной дыры — это не просто чёрный круг. Обычно мы видим тёмный провал, окружённый светящимся кольцом из горячего газа. Но если чёрная дыра не рождалась из умирающей звезды, а существовала всегда, в её тени может прятаться сюрприз.
Авторы работы взяли такую вечную чёрную дыру и добавили к ней тонкий диск из газа — такой же, какой крутится вокруг обычных чёрных дыр. Но главное — они заменили сингулярность в прошлом (точку, где законы физики ломаются) на поверхность, которая излучает тепло, как горячая плита. Эта поверхность находится на крошечном расстоянии от центра — там, где по гипотезе Маркова плотность материи перестаёт расти.
Лучи света, которые падают в чёрную дыру и уходят назад во времени, упираются в эту горячую поверхность. Для далёкого наблюдателя они создают яркое пятно точно в середине тени. Если поверхность совсем близко к сингулярности, центр пятна становится голубоватым — свет смещается в синюю сторону из-за гравитации. Если подальше — пятно краснеет и тускнеет.
Учёные даже придумали, как искать такое пятно с помощью радиоинтерферометров. Обычно яркость диска и фотонного кольца спадает с расстоянием по степенному закону. А у пятна спад — чистая экспонента. Это как отпечаток пальца: увидев такой сигнал, можно сразу сказать — там светит что-то из прошлого.
Если бы наша Вселенная была вечной чёрной дырой, в центре её тени мы бы видели свет от Большого взрыва, смещённый гравитацией в синеву.
В романе «Свет былого» Боба Шоу люди используют стёкла с замедленным светом, чтобы видеть прошлое — здесь же прошлое само светит нам из глубин чёрной дыры.