Теоретические физики предложили новый сценарий формирования загадочных объектов, известных как гравизвезды. Согласно расчетам, внутри коллапсирующей звезды может возникнуть миниатюрная вселенная, расширение которой останавливает дальнейшее сжатие вещества и не дает образоваться черной дыре. Работа опубликована в журнале Physical Review D (PRD).
Черные дыры считаются одним из самых экзотических объектов во Вселенной. Согласно общей теории относительности, они возникают после гибели очень массивных звезд. Когда ядерное топливо заканчивается, давление излучения больше не может противостоять гравитации, и звезда начинает стремительно сжиматься под собственным весом.
В классической модели этот процесс приводит к образованию сингулярности — точки бесконечной плотности и бесконечной кривизны пространства-времени. Однако именно здесь современные физические теории перестают работать, поэтому ученые до сих пор не знают, что происходит в самом центре черной дыры.
Одной из альтернативных гипотез являются гравизвезды — сверхплотные объекты, внешне очень похожие на черные дыры. Они обладают почти такой же массой и создают столь же сильное гравитационное поле, однако не содержат ни сингулярности, ни горизонта событий.
Согласно этой идее, внутри гравизвезды находится темная энергия — загадочная форма энергии, которая вызывает ускоренное расширение Вселенной. Ее давление способно противодействовать гравитации и предотвращать полный коллапс вещества. До сих пор главным недостатком гипотезы оставалось отсутствие убедительного объяснения того, как такие объекты могут возникать в природе.
Исследователи Даниэль Ямпольски и Лучано Реццолла предложили первое динамическое решение уравнений общей теории относительности, описывающее образование 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 считается, породил нашу собственную Вселенную. Новая область пространства начинает расширяться под действием темной энергии и создает давление, направленное наружу.
В результате возникает своеобразное равновесие между гравитацией, стремящейся сжать звезду, и расширяющейся внутренней вселенной. Это позволяет остановить коллапс до образования черной дыры.
«Большой взрыв возникающей вселенной может начаться уже после того, как звезда практически достигла состояния черной дыры», — отметил Ямпольски.
Авторы подчеркивают, что их работа не опровергает существование черных дыр. По словам Реццоллы, черные дыры по-прежнему остаются самым простым и естественным объяснением последствий гравитационного коллапса. Однако современные знания о поведении вещества при экстремальных плотностях остаются неполными, поэтому ученым важно исследовать и более экзотические сценарии.
Ранее в Солнечной системе обнаружили следы гигантской планеты.