Життя зорі — це баланс між гравітацією, яка стискає речовину, та тиском з середини, що підтримується термоядерними реакціями. Коли паливо в надмасивній зорі вичерпується, цей баланс порушується і ядро починає колапсувати. Згідно із загальною теорією відносності, за певних умов утворюється чорна діра з горизонтом подій, а класичні рівняння передбачають існування всередині неї сингулярності — області з нескінченно великою густиною.
Однак чорні діри залишаються чи не найбільшим головним болем для науки. Як мільярди сонячних мас можуть вміститися в крихітній точці? Як простір і час можуть викривлятися до нескінченності? На цьому етапі закони фізики руйнуються, а горизонт подій назавжди ховає від нас будь-яку інформацію про те, що відбувається всередині.
Гравазорі — котел темної енергії
Через ці парадокси науковці шукають альтернативні та екзотичні пояснення. Одне з них — існування ультракомпактних світил, відомих як гравазорі. Зовні вони такі ж масивні та невидимі через надпотужну гравітацію, як і чорні діри. Але вони не мають ані горизонту подій, ані проблемної сингулярності.
Натомість серцевина гравазорі гіпотетично наповнена темною енергією. Вона створює потужний тиск, спрямований назовні, який успішно протидіє гравітації та не дає зовнішнім шарам звичайної матерії остаточно колапсувати. Ця концепція набагато краще вписується в закони фізики, проте досі залишалося загадкою: як такі об’єкти взагалі можуть формуватися у Всесвіті?
Народження мінівсесвіту
Відповідь запропонували фізики-теоретики Даніель Джампольскі та професор Лучано Реццолла з Франкфурта. Дослідники вперше розробили динамічне рішення на основі рівнянь загальної теорії відносності Ейнштейна, яке описує процес перетворення колапсуючої зорі на гравазорю.
Згідно з їхніми розрахунками, опублікованими в журналі Physical Review D, під час екстремального стиснення матерії всередині зорі може утворитися своєрідний мінівсесвіт. Цей процес чимось нагадує Великий вибух. Як і наш Всесвіт, цей внутрішній простір починає розширюватися завдяки темній енергії. Це розширення створює ідеальний баланс із силою тяжіння колапсуючої матерії, назавжди зупиняючи утворення чорної діри та перетворюючи об’єкт на стабільну гравазорю. Таким чином фізики запропонували альтернативне розв’язання теоретичної проблеми, над якою вчені ламали голову чверть століття.
Простір для нової фізики
За словами Даніеля Джампольскі, який знайшов ймовірне рішення під час роботи над магістерською дисертацією, такий внутрішній Великий вибух може відбуваєтися на дуже пізній стадії колапсу. Матерія на той момент вже настільки екстремально стиснута, що її поведінка виходить за межі нашого звичного розуміння, залишаючи відкритим простір для абсолютно нових фізичних ефектів.
Професор Реццолла наголошує, що класичні чорні діри досі залишаються найпростішим і найприроднішим поясненням фіналу життя масивних світил. Проте для науки критично важливо бути відкритою до невідомого. Дослідження екзотичних концепцій, таких як гравазорі, дозволяє нам розширювати межі знань, адже в історії науки вже не раз траплялося так, що «фантастичні» альтернативи зрештою виявлялися єдиною істиною.
Раніше ми розповідали про ТОП-7 найближчих до Землі чорних дір.
За матеріалами phys.org
