Группа теоретических физиков представила новый сценарий, касающийся формирования загадочных объектов, известных как гравизвезды. По их расчетам, внутри коллапсирующей звезды может возникнуть миниатюрная вселенная, расширение которой останавливает дальнейшее сжатие вещества и предотвращает образование черной дыры. Результаты данного исследования были опубликованы в журнале Physical Review D (PRD).
Черные дыры традиционно считаются одними из самых экзотичных объектов во Вселенной. Согласно общей теории относительности, они возникают в результате гибели звезд, обладающих значительной массой. Когда у звезды заканчивается ядерное топливо, давление излучения теряет свою способность противостоять гравитации, что приводит к стремительному сжатию звезды под ее собственным весом.
В рамках классической модели этот процесс завершается образованием сингулярности — точки с бесконечной плотностью и бесконечной кривизной пространства-времени. Однако именно в этой точке современные физические теории теряют свою применимость, и ученые до сих пор не могут точно определить, что происходит в самом центре черной дыры.
Одной из альтернативных гипотез являются гравизвезды — объекты, обладающие высокой плотностью и внешне напоминающие черные дыры. Они имеют практически такую же массу и создают аналогично сильное гравитационное поле, но не содержат ни сингулярности, ни горизонта событий.
Согласно этой концепции, внутри гравизвезды присутствует темная энергия — загадочная форма энергии, способствующая ускоренному расширению Вселенной. Давление этой энергии может противодействовать гравитации, предотвращая полный коллапс вещества. Однако до недавнего времени главной проблемой гипотезы оставалось отсутствие четкого объяснения механизмов, позволяющих возникать таким объектам в природе.
Исследователи Даниэль Ямпольски и Лучано Реццолла предложили первое динамическое решение уравнений общей теории относительности, которое описывает процесс образования гравизвезды из обычной коллапсирующей звезды.
По их расчетам, на заключительных стадиях сжатия внутри звезды может зародиться мини-вселенная. Этот процесс напоминает Большой взрыв, который, как предполагается, стал началом нашей собственной Вселенной. Новая область пространства начинает расширяться под действием темной энергии, создавая давление, направленное наружу.
В результате возникает своеобразное равновесие между гравитацией, стремящейся сжать звезду, и расширяющейся внутренней вселенной. Это позволяет предотвратить коллапс до образования черной дыры.
«Большой взрыв возникающей вселенной может произойти даже после того, как звезда практически достигла состояния черной дыры», — отметил Ямпольски.
Авторы работы подчеркивают, что их исследование не ставит под сомнение существование черных дыр. По словам Реццоллы, черные дыры по-прежнему представляют собой наиболее простое и естественное объяснение последствий гравитационного коллапса. Однако современные знания о поведении вещества при экстремальных плотностях остаются неполными, и поэтому ученым важно продолжать исследование более экзотических сценариев.
