«Черные дыры — невероятно необычные и поразительные явления нашей Вселенной. Они появляются, когда гравитация сжимает громадные количества вещества в крошечном пространстве, создавая настолько мощное гравитационное притяжение, что даже свет не может его преодолеть, — сказал Джошуа Фу из австралийского Университета Квинсленда. — Но до сих пор мы не обращали пристального внимания на то, проявляют ли черные дыры какие-нибудь странные и удивительные свойства квантовой физики».

Одна из таких странностей — суперпозиция, принцип, согласно которому частицы в квантовом мире могут существовать в нескольких состояниях одновременно. Этот принцип получил широкую известность благодаря знаменитому мысленному эксперименту Шредингера с коробкой и котом, который может быть в одно и то же время живым и мертвым.

Но исследуя черные дыры, ученые хотели понять кое-что другое: способны ли эти небесные объекты обладать одновременно существенно разной массой. Оказывается, способны.

«Представьте себе, что вы крупный и высокий, но в то же время тощий и низкий — такая ситуация кажется интуитивно обескураживающей, поскольку мы прочно укоренились в мире классической физики, — сказал Фу. — Но такова реальность для квантовых черных дыр».

Для того чтобы выяснить это, физикам пришлось разработать математическую систему, позволяющую поместить частицу за пределами теоретической черной дыры с суперпозицией, рассказывает EurekAlert. В частности, ученые исследовали массу черной дыры, ее определяющую характеристику. Их расчеты подтвердили исходное предположение.

На самом деле, такую гипотезу высказывали еще пионеры квантовой физики. Новое исследование показало, что в своих ранних теориях Яаков Бекешеайн, разработчик основ термодинамики черных дыр, предсказывал суперпозицию масс для черных дыр.

Несколько лет назад астрономы наблюдали яркий свет, исходивший от звезды, подошедшей слишком близко к черной дыре и поглощенной ею. Но спустя 2,5 года они увидели совершенно уникальное событие — та же дыра выбросила часть поглощенного вещества в виде радиосигналов. Причем с невероятной скоростью — примерно в половину скорости света.