Всесвіт може працювати інакше: вчені описали новий сценарій смерті зірок
Німецькі фізики Даніель Ямпольський та Лучіано Рецолла з Університету Гете вперше змоделювали формування гравастарів - гіпотетичних космічних об'єктів, які є двійниками чорних дір.
Про це пише РБК-Україна з посиланням на дослідження, опубліковане у журналі Physical Review D Letters.
Що таке гравастар та як він вирішує парадокс Ейнштейна?
Концепція гравастара (гравітаційного вакуумного конденсату зірки) вперше з'явилася у 2001 році як альтернативний фінальний етап життя масивних зірок.
Зовні цей об'єкт майже не відрізняється від чорної діри - він має таку ж колосальну масу та надвисоку компактність, проте позбавлений головних проблемних елементів.
Анатомічні відмінності гравастара від чорної діри:
Відсутність сингулярності. Замість стиснення зірки вагою мільярди сонячних мас в одну нескінченно крихітну точку, гравастар має чітку та стабільну внутрішню структуру.
Відсутність горизонту подій. Об'єкт не створює зони абсолютного неповернення, з якої не може вирватися навіть світло.
Тонка оболонка та темна енергія. Гравастар складається з надтонкої поверхневої кори звичайної матерії, а вся його внутрішня частина заповнена темною енергією - гіпотетичною силою, яка відповідає за розширення Всесвіту.
Саме темна енергія рятує об'єкт від перетворення на чорну діру. Вона створює потужний зворотний тиск, спрямований назовні, який врівноважує нищівну силу гравітації та припиняє колапс згаслої зірки.
Завдяки цьому закони загальної теорії відносності продовжують працювати всередині об'єкта без будь-яких математичних збоїв.
Зображення розширюваного міні-всесвіту, що врівноважує колапсуючу матерію зірки (джерело: Даніель Джампольскі та Лучано Реццолла, Університет Гете)
Модель колапсу та ефект "міні-Великого вибуху"
Головною проблемою теорії гравастарів досі залишалася відсутність розуміння того, як саме вони можуть утворюватися з реальних космічних хмар матерії. Німецьким фізикам вперше вдалося розрахувати цей складний механізм.
Дослідження показало, що за певних умов гравітаційне стиснення сферичної хмари матерії запускає унікальний процес. Колапс речовини призводить до вивільнення темної енергії, що провокує потужний внутрішній спалах.
Пресреліз дослідження порівнює це явище з "міні-Великим вибухом", схожим на той, з якого колись народився Всесвіт. Цей внутрішній вибух зупиняє стиснення до того, як встигне сформуватися горизонт подій.
Проте автори роботи наголошують: гравастари - це не повна заміна чорних дір, а додатковий екзотичний сценарій смерті зірок.
Наразі чорні діри залишаються найпростішим і найбільш природним математичним поясненням космічного колапсу.
Створена модель є теоретичною і вимагає ідеально налаштованих початкових умов. Фізики закликають наукову спільноту зберігати неупередженість щодо маловивчених екстремальних станів матерії, адже історія науки неодноразово доводила, що колишні екзотичні теорії з часом ставали загальноприйнятими фактами.