Что такое Гравастар?
В современной астрофизике понятие «черная дыра» является привычным, но не единственным объяснением финала жизни массивных звезд. Существует гипотетическая альтернатива, которая бросает вызов привычным представлениям о пространстве и времени, и называется этот объект Гравастар. Этот термин, образованный от слов «гравитационный вакуумный звездный объект» (Gravitational Vacuum Star), был предложен в начале 2000-х годов физиками Павлом Мазуром и Эмилем Моттолой. Гравастар рассматривается как возможная замена классической черной дыре, лишенная ее самых парадоксальных свойств.
Главное различие между черной дырой и Гравастаром лежит в их внутренней структуре. Классическая черная дыра, согласно теории относительности Эйнштейна, содержит в себе сингулярность, точку с бесконечной плотностью и бесконечной кривизной пространства-времени, где все известные физические законы перестают работать. Кроме того, черную дыру ограничивает горизонт событий, за который не может вырваться даже свет, что порождает знаменитый «информационный парадокс» — исчезновение информации о поглощенном веществе.
Гравастар устроен принципиально иначе. У него нет горизонта событий и сингулярности. Вместо этого теоретическая модель предполагает, что Гравастар состоит из двух слоев. Внешний слой представляет собой тонкую, чрезвычайно прочную оболочку из обычного вещества или плазмы. Внутренняя же часть такого объекта не содержит материи в привычном понимании. Согласно расчетам ученых, внутри Гравастара находится область, заполненная вакуумом, но не классической пустотой, а так называемой вакуумной энергией темной энергии. Это та самая загадочная сила, которая, как считается, заставляет нашу Вселенную расширяться с ускорением.
С точки зрения внешнего наблюдателя, отличить Гравастар от черной дыры практически невозможно. И тот, и другой объект обладают колоссальной массой и, как следствие, мощнейшим гравитационным полем. Материя, падающая на Гравастар, будет разгоняться, нагреваться до миллионов градусов и излучать рентгеновские лучи точно так же, как и в случае с черной дырой. Гравитационное линзирование, то есть искривление света массивным объектом, также будет выглядеть идентично. Именно поэтому Гравастар является такой удобной гипотетической альтернативой: он объясняет те же наблюдаемые феномены, но без необходимости прибегать к сингулярности.
Однако почему же Гравастар остается лишь гипотезой, а не общепризнанной теорией? Основная проблема заключается в стабильности этого объекта. Физикам еще предстоит доказать, что экзотическая внутренняя структура Гравастара может существовать достаточно долго, чтобы соответствовать возрасту наблюдаемых во Вселенной массивных компактных объектов.
Более того, недавнее наблюдение гравитационных волн от слияния черных дыр, зафиксированное детекторами LIGO и Virgo, лучше согласуется с классическими моделями черных дыр, чем с моделями Гравастаров. При слиянии двух Гравастаров сигнал гравитационных волн должен был бы отличаться, но таких отличий пока не обнаружено.
Тем не менее идея Гравастара продолжает жить и развиваться. Она привлекательна тем, что решает проблему информационного парадокса, так как у Гравастара нет жесткого горизонта событий, который безвозвратно уничтожает информацию.
Кроме того, эта гипотеза заставляет ученых более внимательно анализировать данные астрономических наблюдений, проверяя, не скрывается ли за очередным кандидатом в черные дыры этот странный объект с сердцем из темной энергии. Пока что Гравастар остается красивым и элегантным математическим построением, но, как показывает история науки, иногда самые фантастические гипотезы спустя десятилетия становятся реальностью.
Присоединяйтесь к нам в соцсетях
