Теоретические физики предложили новый сценарий, который может радикально изменить наше понимание финальных этапов жизни массивных звёзд. Согласно расчётам, при гравитационном коллапсе внутри звезды способна зародиться миниатюрная новая Вселенная, расширение которой предотвращает образование чёрной дыры.

Работа опубликована в журнале Physical Review D.

Гравизвёзды вместо чёрных дыр

Чёрные дыры считаются неизбежным итогом жизни очень массивных звёзд. Когда ядерное топливо заканчивается, гравитация берёт верх, и звезда сжимается в точку бесконечной плотности — сингулярность. Однако в этой точке современные физические теории перестают работать.

Одна из альтернатив — гравизвёзды. Эти объекты внешне почти неотличимы от чёрных дыр: обладают такой же массой и создают аналогичное гравитационное поле. Но внутри них нет сингулярности. Вместо неё — область с высокой плотностью тёмной энергии, которая создаёт давление, противодействующее полному коллапсу.

До сих пор главной проблемой гипотезы оставался вопрос: как именно такие объекты могут формироваться?

Новый динамический сценарий

Даниэль Ямпольски и Лучано Реццолла впервые решили уравнения общей теории относительности в динамическом режиме и показали реалистичный механизм образования гравизвезды.

По их модели, на заключительных стадиях сжатия внутри умирающей звезды может начаться процесс, напоминающий Большой взрыв. Зарождается новая мини-вселенная, которая начинает расширяться под действием тёмной энергии. Это внутреннее расширение создаёт давление, направленное наружу, которое останавливает коллапс до образования горизонта событий.

«Большой взрыв возникающей вселенной может начаться уже после того, как звезда практически достигла состояния чёрной дыры», — отметил Ямпольски.

Важность открытия

Авторы подчёркивают, что их работа не отрицает существование чёрных дыр. Последние по-прежнему остаются самым простым и естественным объяснением гравитационного коллапса. Однако современные знания о поведении материи при экстремальных плотностях неполны, поэтому важно исследовать и альтернативные сценарии.

«Черные дыры по-прежнему остаются самым простым и естественным объяснением последствий гравитационного коллапса. Но наши знания о поведении вещества при экстремальных плотностях остаются неполными, поэтому ученым важно исследовать и более экзотические сценарии», — подчеркнул Реццолла.

Вкратце

Физики впервые предложили динамический механизм образования гравизвёзд — объектов, похожих на чёрные дыры, но без сингулярности. Согласно модели, внутри коллапсирующей звезды может зародиться мини-вселенная, расширение которой создаёт давление, останавливающее полный коллапс. Это решение уравнений общей теории относительности открывает новое направление в изучении финальных стадий эволюции массивных звёзд и природы самых экстремальных объектов во Вселенной.