Чёрная дыра остывает и замирает экспресс
Кипящий чайник на плите со временем выкипает досуха — так и чёрная дыра, по классическим представлениям, должна постепенно исчезнуть в шипении излучения. Но что, если подлить в чайник особую добавку? В новой работе физики добавили в уравнения чёрной дыры скалярное поле — нечто вроде вездесущего фона, который слегка меняет правила игры.
Оказалось, что такая добавка работает как регулятор огня под чайником. По мере того как дыра теряет массу, её поверхностная гравитация (мера того, насколько сильно она притягивает) сама собой уменьшается. Излучение Хокинга, которое обычно разогревает окрестности, становится всё холоднее.
Расчёты показали, что испарение не доходит до конца: дыра останавливается на полпути, превращаясь в стабильный холодный остаток — крошечный, но массивный.
Самое интересное — судьба информации. Обычно считалось, что всё, упавшее в дыру, безвозвратно перемешивается и утекает с излучением. Здесь же, поскольку поток излучения иссякает, квантовая запутанность между дырой и излучёнными частицами перестаёт расти. Информация не стирается, а запирается внутри остывшего остатка, как письмо в сейфе, который больше не открывают. Это меняет знаменитую кривую Пейджа — график, описывающий, как информация возвращается из дыры, — и делает это без каких-либо разрывов или катастроф на горизонте событий.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2608.07182v1
We investigate the semiclassical Hawking evaporation of a two-dimensional Callan-Giddings-Harvey-Strominger (CGHS) black hole perturbed by first-order Horndeski scalar-tensor couplings. By evaluating the exact scalar curvature invariants, we demonstrate that coordinate singularities near the apparent horizon parametrize a physical deformation of the surface gravity while preserving a strictly regular event horizon. In the linear-order $$\gamma_3 \Phi X$$ coupling sector, the surface gravity and correspondingly the Hawking temperature decreases dynamically as the black hole loses mass. Extrapolating this cooling effect via a resummed temperature equation suggests that evaporation halts, potentially leaving behind a stable, macroscopic cold remnant at the boundary of perturbative control. Utilizing both the conformal trace anomaly and the Robinson-Wilczek gravitational anomaly, we establish that the asymptotic radiation flux identically reflects this geometric shift. Consequently, the fine-grained entanglement entropy of the Hawking radiation departs from linear growth and transitions to an asymptotic logarithmic regime. This indicates that quantum information may be permanently retained within the remnant, altering the standard semiclassical Page curve without requiring a breakdown of horizon regularity.
Поверхностная гравитация чёрной дыры массой с Солнце примерно в 150 миллиардов раз сильнее земной — стоять на такой поверхности всё равно что пытаться удержаться на пуле.
В романе «Столпы Творения» Терри Гудкайнда упоминаются холодные чёрные дыры, хранящие древние тайны, — почти как предсказанные здесь остатки.