Теоретические физики Эндрю Гамильтон из Университета Колорадо в Боулдере и Тайлер Макмейкен из Университета Мэри предположили, что сингулярность черной дыры может быть не точкой бесконечной плотности, а плоской трехмерной поверхностью. Событийный горизонт остается границей, за которой свет уже не способен покинуть черную дыру. Поэтому прямые наблюдения внутренней области таких объектов невозможны.
В учебных моделях сингулярность невращающейся черной дыры Шварцшильда обычно изображают как точку. Для вращающихся черных дыр Керра ранее была предложена модель кольцевой сингулярности, поскольку на падение вещества влияет центробежное отталкивание. Новая работа авторов принята к публикации в журнале Physical Review D.
Исследователи рассмотрели ситуацию, в которой 2 наблюдателя падают в одну черную дыру с противоположных направлений. Если бы сингулярность была единственной точкой, оба наблюдателя должны были бы оказаться в одном месте. Однако, согласно общей теории относительности, искривленное пространство-время не позволяет им обмениваться световыми или иными сигналами по мере падения.
Авторы считают, что наблюдатели, утратившие причинную связь, не могут завершить движение в одном и том же событии пространства-времени. Это противоречие исчезает, если представить сингулярность в виде трехмерной пространственноподобной поверхности. Тогда каждый из наблюдателей достигает ее в своей точке.
По мнению Гамильтона и Макмейкена, такой подход может относиться не только к невращающимся черным дырам. Они полагают, что реалистичная черная дыра Керра у внутреннего горизонта также способна переходить к пространственноподобной сингулярной поверхности. В этом случае различие между моделями сингулярностей черных дыр Шварцшильда и Керра окажется менее значительным, чем принято считать.
Предложенная модель меняет математическое описание области, где общая теория относительности перестает работать. Это важно для поисков теории квантовой гравитации, которая должна объединить описание гравитации в больших масштабах и квантовую механику. Обе теории успешно применяются по отдельности, но внутри черной дыры их математические положения оказываются несовместимыми.
