Гравастары вместо чёрных дыр: рождение мини-вселенной внутри звезды

Жизненный цикл массивных звёзд заканчивается триумфом гравитации. Пока в ядре идёт термоядерный синтез, энергия, которая выделяется, не даёт ей сжать звезду. Но как только топливо заканчивается, давление внутри падает, и огромная масса начинает стремительно коллапсировать под собственной тяжестью.

Согласно классической картине, этот процесс продолжается до тех пор, пока всё вещество не окажется в сингулярности – точке с нулевым размером и бесконечной плотностью. Так, по современным представлениям, рождается чёрная дыра.

Однако эта концепция создаёт тупик для науки. Законы физики здесь полностью отказываются работать, а горизонт событий прячет от стороннего наблюдателя всё, даже свет. Учёным не остаётся ничего, как только искать альтернативные объяснения, чтобы обойти теоретические аномалии.

В качестве решения проблемы сингулярности была предложена модель гравастара (gravitational vacuum star). По плотности и гравитационному воздействию этот гипотетический объект – та же чёрная дыра, но без сингулярности и горизонта событий.

Под тонкой оболочкой из обычной материи находится ядро, заполненное тёмной энергией. Именно её отталкивающее давление останавливает коллапс. Модель-то есть, но объяснить механизм формирования такого объекта до недавнего времени физики не могли.

Теоретические физики Даниэль Ямпольски и профессор Лучано Реццолла из Франкфуртского университета нашли первое динамическое решение этой задачи. Согласно их расчётам, на финальной стадии коллапса, когда плотность вещества становится экстремально высокой, внутри умирающей звезды может запуститься процесс, похожий на Большой взрыв. Возникает маленькая «мини-вселенная», расширение которой питается тёмной энергией.

Это расширение направлено наружу и останавливает гравитационный коллапс раньше, чем образуется сингулярность. В точке столкновения двух сил – гравитации, тянущей вещество внутрь, и расширяющегося пространства, давящего изнутри, – устанавливается стабильное равновесие. Так рождается гравастар.

Гравастары могут разрешить загадку скрытой массы, объяснить аномалии гравитационных волн и уточнить структуру Вселенной. Пока это только гипотеза. Но её подтверждение повлечёт за собой фундаментальный пересмотр основ космологии, затрагивающий понимание континуума и звёздной эволюции.

Подобные экзотические исследования важны для науки. Как отмечает Лучано Реццолла, поиск альтернатив не означает скепсиса к чёрным дырам, но позволяет сохранять беспристрастность к неизведанному. История физики показывает, что радикальные идеи нередко со временем переходят в разряд общепринятых.

via