Международная группа физиков-теоретиков предложила альтернативный сценарий финальной стадии эволюции массивных звёзд.
В их работе рассматривается возможность того, что коллапс таких объектов может завершаться образованием так называемых гравизвёзд — гипотетических структур, внутри которых способна возникнуть отдельная мини-вселенная.
Согласно классическим представлениям, после истощения термоядерного топлива звезда теряет способность противостоять собственному гравитационному притяжению, что приводит к её сжатию до состояния чёрной дыры или нейтронной звезды.
Проблема сингулярности и поиск альтернатив
В традиционной модели при формировании чёрной дыры вещество сжимается до сингулярности — точки с бесконечной плотностью и кривизной пространства-времени. Однако существование сингулярности указывает на ограниченность общей теории относительности, а горизонт событий, скрывающий внутренние области, делает невозможным их прямое наблюдение.
По этой причине учёные активно разрабатывают альтернативные модели, которые либо устраняют сингулярность, сохраняя горизонт, либо предлагают объекты, лишённые обоих этих свойств. К числу последних относятся и гравизвёзды (сокращение от gravitational vacuum star), центральная часть которых, согласно гипотезе, заполнена тёмной энергией, а внешняя состоит из тонкой оболочки обычного вещества.
Механизм возникновения мини-вселенной
В новой работе два физика из Университета Гёте представили модель, согласно которой коллапс массивной звезды может инициировать процесс, напоминающий Большой взрыв. Как объясняет ведущий автор исследования Даниэль Ямпольски, аналог этого события может происходить на поздних стадиях сжатия, когда вещество достигает экстремальных плотностей, и начинают проявляться новые физические законы.
В результате внутри формирующейся гравизвезды зарождается отдельная мини-вселенная, которая начинает расширяться за счёт тёмной энергии в ядре. Этот процесс противодействует гравитационному сжатию внешних слоёв, что приводит к установлению устойчивого равновесия.
«Поиск альтернатив чёрным дырам не ставит под сомнение их существование, — подчёркивает профессор Лучано Реццолла, соавтор работы. — Чёрные дыры остаются наиболее естественным объяснением гравитационного коллапса, однако задача науки — беспристрастно исследовать все, даже самые необычные, идеи. История неоднократно показывала, что концепции, изначально считавшиеся экзотическими, со временем становились общепринятыми».
Отличить гравизвезду от чёрной дыры в наблюдениях чрезвычайно сложно из-за их схожей компактности. Исследователи предполагают, что в будущем это можно будет сделать по особенностям их гравитационных сигнатур или электромагнитного излучения. Тем не менее, как отмечают авторы, понимание механизма их возникновения является решающим шагом для проверки гипотезы об их реальном существовании в природе.
