Как изменится расстояние от сингулярности до края горизонта событий, если поместить рядом две черные дыры равной массы? И появится ли возможность у объекта покинуть горизонт событий, если сразу после перехода за его границу он окажется в точке между сингулярностью с одной стороны и другой черной дырой — с другой?

О расстоянии «до сингулярности»

Некоторые ученые предполагают, что в центре черной дыры существует сингулярность — то есть области с бесконечной плотностью. Горизонтом событий называют «границу» черной дыры — ту область, куда что-то может попасть, но откуда ничто не может вырваться. Однако заметим, что сингулярности не наблюдаются непосредственно и при нынешнем уровне развития физики остаются лишь теоретическим построением.

Вопрос выше звучит предельно интригующе, примерно как «кто сильнее — кит или слон?».

Дело в том, что если мы поместим две черные дыры действительно рядом, то они неизбежно начнут сближаться до полного слияния. Такие события реально происходят, причем довольно часто. Поскольку подавляющее большинство черных дыр астрономам не видны, фиксировать такие слияния научились только семь лет назад, после появления достаточно чувствительного детектора гравиволн (LIGO).

Гравитационные волны большой энергии возникают при слиянии двух черных дыр, или двух нейтронных звезд, или черной дыры и нейтронной звезды. Если мы разместим две ЧД друг рядом с другом, они сольются, причем около 5% их массы превратится в гравитационные волны. Сами эти волны локальной массы не имеют, поэтому собственно гравитационного воздействия не оказывают.

Итак, вот ответ на первый вопрос: если разместить рядом две черные дыры, они сольются, отчего расстояние от «сингулярности» (центр ЧД) до горизонта событий (внешняя граница ЧД) неизбежно увеличится. Ведь итоговая черная дыра хотя и будет на 5% легче двух исходных, в то же время все равно по массе будет больше, чем любая из двух исходных дыр. Значит, будет больше и ее радиус — расстояние от центра до внешней границы.

Что не так с самой «сингулярностью»

Мы не просто так пишем «сингулярность» в кавычках. По современным физическим представлениям, состояние сингулярности не существует как таковое — это лишь абстракция, которую часто использовали на более ранней стадии развития физики. Более детально о том, почему сингулярностей не существует, можно прочитать в вышедшей в 2023 году книге физика Николая Горькавого «Осциллирующая Вселенная».

В свете изложенного в этой книге можно констатировать: вероятнее всего, внутренняя часть черной дыры не имеет в центре никакой сингулярности — напротив, вещество в ней распределено сравнительно равномерно.

О «возможности вырваться»

Вторая часть вопроса гласит: «И появится ли возможность у объекта покинуть горизонт событий, если сразу после перехода за его границу он окажется в точке между сингулярностью с одной стороны и другой черной дырой — с другой?»

Возможность перехода за границу горизонта событий у любого объекта (или существа) с одной стороны есть, а с другой — нет. За пределы своего исходного горизонта событий он выйдет автоматически: ведь горизонт событий итоговой ЧД после слияния двух исходных станет заметно больше.

Но это лишь иллюзия выхода. Из одной жестко ограниченной области такой объект (или существо) просто попадет в более крупную — но все так же жестко ограниченную — область. Очень отдаленная аналогия такого «выхода за пределы горизонта событий» есть в известном романе Пелевина: долго сидевший человек, выйдя из зоны и попав в Париж, ведет себя как в зоне. Как поясняет другой герой того же романа, на самом деле бывший заключенный так и не вышел из зоны: просто его зона расширилась до такой степени, что стала включать Париж.

Кстати, в этой аналогии меньше от аналогии, чем может показаться, и больше от реальной космологии. Дело в том, что, согласно упомянутой выше книге, наша Вселенная прошла в чем-то похожий путь. Когда-то она была черной дырой не очень большой массы и размеров, но постепенно расширилась до современных размеров — почти сотни миллиардов световых лет в диаметре.