Массивные звезды, исчерпав термоядерное топливо, коллапсируют под действием собственной гравитации. Согласно общепринятой теории, этот процесс завершается образованием черной дыры – объекта с сингулярностью, точкой с предположительно бесконечной плотностью, где известные законы физики перестают работать. Концепция сингулярности ставит перед учеными ряд фундаментальных вопросов.
В качестве гипотетической альтернативы черным дырам некоторые исследователи рассматривают гравастары. Это сверхкомпактные объекты, по массе и плотности сопоставимые с черными дырами, но не имеющие ни сингулярности, ни горизонта событий. Их стабильность, как предполагает теория, обеспечивает темная энергия, которая изнутри противодействует гравитационному сжатию. Однако до сих пор оставалось неясным, как именно такой объект мог бы сформироваться.
Физики-теоретики Даниэль Ямпольски и профессор Лучано Реццолла из Университета Гёте предложили первое динамическое решение на основе уравнений общей теории относительности Эйнштейна, которое описывает этот процесс. Согласно их модели, во время коллапса массивной звезды внутри нее может зародиться дочерняя вселенная.
Эта новорожденная вселенная начинает стремительно расширяться под действием темной энергии, подобно тому как расширялась наша Вселенная после Большого взрыва. Возникающее давление направлено вовне и уравновешивает гравитационное сжатие звезды, останавливая коллапс до того, как образуется черная дыра. В результате формируется устойчивый объект – гравастар. Исследователи отмечают, что их работа дает первый возможный ответ на вопрос о механизме появления гравастаров, который обсуждается в научном сообществе около 25 лет.
По словам Даниэля Ямпольски, «Большой взрыв» в новой вселенной может произойти на финальной стадии коллапса, когда вещество сжато до экстремальной плотности. Авторы работы полагают, что в таких условиях могут проявляться новые, еще не изученные физические эффекты.
Профессор Реццолла подчеркивает, что изучение альтернатив не означает отказа от теории черных дыр, которые остаются наиболее простым объяснением гравитационного коллапса. Однако, по его мнению, для теоретической физики крайне важно сохранять непредвзятость и исследовать как общепринятые, так и более экзотические концепции.
