|
Звезда, похожая на матрешку, новая теория гравастаров
|
|
|
|
Внутренняя часть черных дыр остается загадкой для науки. В 1916 году немецкий физик Карл Шварцшильд набросал решение уравнений общей теории относительности Альберта Эйнштейна, в котором центр черной дыры состоит из так называемой сингулярности — точки, в которой пространство и время больше не существуют. Здесь, согласно теории, все физические законы, включая общую теорию относительности Эйнштейна, больше не применимы; принцип причинности приостановлен. Это представляет собой большую неприятность для науки — в конце концов, это означает, что никакая информация не может выйти из черной дыры за пределы так называемого горизонта событий. Это могло быть причиной того, что решение Шварцшильда не привлекло большого внимания за пределами теоретической сферы — то есть до тех пор, пока в 1971 году не был обнаружен первый кандидат на роль черной дыры, а затем в центре нашего Млечного Пути была открыта черная дыра. 2000-е годы и, наконец, первое изображение черной дыры, полученное коллаборацией телескопов Event Horizon в 2019 году. В 2001 году Павел Мазур и Эмиль Моттола предложили другое решение уравнений поля Эйнштейна, которое привело к появлению объектов, которые они назвали гравитационными конденсатными звездами или гравастарами.
|
|
|
В отличие от черных дыр, гравазвезды имеют ряд преимуществ с точки зрения теоретической астрофизики. С одной стороны, они почти так же компактны, как черные дыры, а также обладают гравитацией на своей поверхности, которая по сути такая же сильная, как и у черной дыры, поэтому во всех практических целях они напоминают черную дыру. С другой стороны, гравастары не имеют горизонта событий, то есть границы, изнутри которой не может быть отправлена никакая информация, а их ядро не содержит сингулярности. Вместо этого центр гравазвезды состоит из экзотической (темной) энергии, которая оказывает отрицательное давление на огромную гравитационную силу, сжимающую звезду. Поверхность гравастара представлена тончайшей оболочкой из обычного вещества, толщина которой приближается к нулю. Физики-теоретики Даниэль Ямпольски и профессор Лучано Реццолла из Франкфуртского университета имени Гете представили решение уравнений поля общей теории относительности, которое описывает существование гравазвезды внутри другой гравазвезды. Они дали этому гипотетическому небесному объекту имя «нестар» (от английского «вложенный»). Исследование опубликовано в журнале Classical and Quantum Gravity.
|
|
|
|
Даниэль Ямпольски, который нашел решение в рамках своей бакалаврской диссертации под руководством Лучано Реццоллы, говорит: «Нестар похож на матрешку. Наше решение уравнений поля допускает целую серию вложенных друг в друга гравазвезд». В то время как Мазур и Моттола утверждают, что гравастар имеет почти бесконечную тонкую кожу, состоящую из обычной материи, оболочка нестара, состоящая из материи, несколько толще: «Немного легче представить, что нечто подобное может существовать». Лучано Реццолла, профессор теоретической астрофизики в Университете Гете, объясняет: «Замечательно, что даже спустя 100 лет после того, как Шварцшильд представил свое первое решение уравнений поля Эйнштейна из общей теории относительности, все еще возможно найти новые решения. Это немного похоже на поиск золотая монета по пути, который ранее был исследован многими другими. К сожалению, мы до сих пор не знаем, как можно было создать такую гравастару. Но даже если нестаров не существует, изучение математических свойств этих решений в конечном итоге поможет нам лучше понять черные дыры».
|
|
|
|
Источник
|
