В современной астрофизике, где законы физики часто достигают своих пределов, ученые из Университета Гете (Германия) совершили прорыв в понимании того, как могут завершать свой жизненный путь массивные звезды. Даниэль Ямпольский и Лучиано Рецолла впервые в истории смоделировали процесс формирования гравастаров — гипотетических объектов, которые могут быть двойниками черных дыр, но лишены их главных загадок.

Результаты исследования, опубликованные в авторитетном журнале Physical Review D Letters, предлагают новый взгляд на финал звездной эволюции. Если черная дыра — это бездна, из которой нет возврата, то гравастар может стать «мини-вселенной» внутри звезды.

Что такое гравастар и чем он отличается от черной дыры?

Концепция гравастара (гравитационного вакуумного конденсата звезды) была предложена еще в 2001 году. Внешне этот объект практически неотличим от черной дыры: он обладает колоссальной массой и сверхвысокой плотностью. Однако внутреннее устройство гравастара кардинально меняет наши представления о гравитации.

Главное отличие кроется в отсутствии двух элементов, которые делают черные дыры «проблемными» для физики:

  • Нет сингулярности. В черной дыре материя сжимается в бесконечно малую точку, где законы физики перестают работать. Гравастар имеет четкую и стабильную внутреннюю структуру.
  • Нет горизонта событий. В черной дыре существует граница, переступив которую, ничто не может вырваться наружу. Гравастар не создает такой зоны абсолютного невозврата.

Вместо сжатия в точку, гравастар состоит из сверхтонкой поверхностной коры из обычной материи. Вся его внутренняя часть заполнена темной энергией — гипотетической силой, ответственной за расширение Вселенной. Именно она создает мощное обратное давление, уравновешивающее гравитацию и останавливающее коллапс.

Механизм «мини-Большого взрыва»

Долгое время теория гравастаров оставалась красивой, но недостижимой математической абстракцией. Главной проблемой было непонимание того, как именно такой объект может сформироваться из реального облака материи в космосе. Немецким физикам удалось рассчитать этот сложный механизм.

Их модель показывает, что при определенных условиях гравитационное сжатие сферического облака запускает уникальный процесс. Коллапс вещества приводит к высвобождению темной энергии, что провоцирует мощную внутреннюю вспышку. Исследователи сравнивают это явление с «мини-Большим взрывом», аналогичным тому, что породил нашу Вселенную.

Этот внутренний взрыв останавливает сжатие звезды до того, как успеет сформироваться горизонт событий. Благодаря этому законы общей теории относительности продолжают работать внутри объекта без математических сбоев.

Новая глава в эволюции звезд?

Авторы работы подчеркивают: гравастары — это не полная замена черных дыр, а дополнительный, экзотический сценарий смерти звезд. На сегодняшний день черные дыры остаются самым простым и естественным математическим объяснением космического коллапса.

Созданная модель является теоретической и требует идеально настроенных начальных условий. Однако физики призывают научное сообщество сохранять беспристрастность по отношению к таким малоизученным состояниям материи. История науки знает множество примеров, когда экзотические теории со временем становились общепринятыми фактами.