Когда два тяжелых шара сливаются в один, по поверхности воды долго расходятся круги. Примерно так же ведет себя и черная дыра: после слияния она еще какое-то время «звенит», испуская особые гравитационные колебания — квазинормальные моды. Обычно этот звон быстро затухает, как гаснет эхо в пустом зале.
Но что, если стены зала не идеально гладкие, а покрыты едва заметной рябью? Авторы работы задались именно таким вопросом. Они построили игрушечную модель, где само пространство-время вокруг дыры не ровное, а все пронизано слабой, но протяженной рябью — словно натянутая простыня, по которой прошлись утюгом с ребристой подошвой. Оказалось, что такая рябь способна полностью изменить судьбу звона.
Вместо того чтобы затихать, колебания начинают расти — сигнал усиливается сам собой. Это похоже на микрофон, поднесенный к динамику: слабый шум превращается в ревущий вой. Ученые не просто увидели эффект в компьютерной симуляции, но и вывели простое правило, которое предсказывает, при какой силе ряби начнется такой безудержный рост.
Это значит, что реальное окружение черной дыры — облака пыли, газовые потоки или квантовые флуктуации — может не просто слегка искажать сигнал, а кардинально менять его характер. И то, что мы принимаем за спокойное «дыхание» дыры, способно оказаться грозным предвестником совершенно иных процессов.
Квазинормальные моды черной дыры — это не звук в привычном смысле, а колебания самого пространства-времени, которые можно «услышать» детекторами гравитационных волн.
В романе «Контакт» Карла Сагана инопланетный сигнал скрывал в себе чертежи машины; здесь же сама ткань пространства вокруг черной дыры может нести скрытые послания о своей структуре.