От сингулярности к гравастару: альтернативный взгляд на смерть звёзд
Когда у массивной звезды (в несколько раз тяжелее Солнца) заканчивается топливо, термоядерный синтез ослабевает. Давление, которое он создавал, больше не может противостоять силе гравитации — и звезда начинает сжиматься. В итоге она может сжаться до точки, которую называют сингулярностью: так, по классической картине, появляется чёрная дыра.
В чём проблема с этой картиной
Общая теория относительности (ОТО) хорошо описывает коллапс звезды — но только до момента образования сингулярности. В самой сингулярности ОТО перестаёт работать: она не может объяснить, как огромная масса умещается в бесконечно малой точке и как пространство время при этом искривляется «до бесконечности». Для решения этих вопросов учёные разрабатывают теорию квантовой гравитации.
Что предлагают учёные: гравастары
В журнале Physical Review D вышла статья «Формирование гравастар» авторов Даниэля Ямпольски и Лучано Реццоллы (Франкфуртский университет). В ней показано, как в рамках ОТО может происходить иной сценарий: вместо чёрной дыры коллапсирующая звезда становится гравастаром (гравитационной звездой) — объектом, который внешне похож на чёрную дыру, но устроен иначе. https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/c6lw-nx7k
Чем гравастар отличается от чёрной дыры
• Нет сингулярности. Это решает проблему, из за которой ОТО «ломается».
• Может не быть горизонта событий. Горизонт событий — граница, из за которой не выходит свет; его отсутствие снимает так называемый информационный парадокс чёрных дыр.
• Внутренняя структура иная. Внешняя оболочка гравастара состоит из обычной материи, а внутри находится тёмная энергия. Её расширяющее давление уравновешивает гравитационное сжатие — коллапс останавливается до появления сингулярности.
По сути, гравастар — это ультракомпактный объект большой массы: свет от него тоже не может уйти, поэтому он выглядит тёмным, как чёрная дыра, но физика внутри другая.
Как может формироваться гравастар
Согласно решению уравнений ОТО, найденному исследователями, при почти полном коллапсе звезды внутри неё возникает своего рода «мини Вселенная». Тёмная энергия создаёт расширяющую силу — примерно так же, как она отвечает за расширение нашей Вселенной. Эта сила останавливает сжатие, и вместо чёрной дыры получается гравастар. Примечательно, что идея впервые оформилась ещё в магистерской диссертации Ямпольски под руководством Реццоллы.
Какие сложности остаются
У этой модели есть серьёзные ограничения:
• Требуется тонкая настройка. Чтобы гравастар сформировался, условия должны быть почти идеальными: например, вещество в модели должно быть идеально однородным и без внутренних напряжений. В реальности такие условия маловероятны.
• Вопрос стабильности. Даже если гравастар достигает равновесия, он может быть неустойчивым: малейшее возмущение (например, попадание одного фотона) способно привести к его коллапсу в обычную чёрную дыру с сингулярностью. Тогда гравастар будет не самостоятельным объектом, а лишь очень коротким этапом на пути к чёрной дыре.
• Как их отличить? Если гравастары существуют, нужно понять, как их наблюдать и отличать от чёрных дыр — а надёжных наблюдательных критериев пока нет.
Сами авторы подчёркивают: поиск альтернатив не означает, что чёрные дыры «неправильные». Чёрные дыры остаются самым простым и естественным объяснением гравитационного коллапса. Но изучение экзотических вариантов помогает лучше понять границы наших знаний — и иногда такие варианты со временем становятся общепринятыми.
| # | Наименование новости | Тональность | Информативность | Дата публикации |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Развенчание культа «вещества» завершено. Физический мир официально признан стационарным завихрением ... | 0 | 5 | 27-06-2026 |
| 2 | Квазары предпочитают моду семидесятых | 3 | 7 | 08-06-2020 |
| 3 | Область у горизонта событий впервые изучили по сигналам гравитационных волн ... | 5 | 7 | 27-06-2026 |
| 4 | Учёные впервые смогли увидеть таинственный горизонт событий | 5 | 8 | 28-06-2026 |
| 5 | Зонд «Эйнштейн» зафиксировал, как черная дыра промежуточной массы разорвала на ... | 5 | 7 | 28-06-2026 |
| 6 | Чёрная дыра выдала свой последний секрет: впервые удалось услышать её последний голос | 5 | 8 | 27-06-2026 |
| 7 | Чёрная дыра выдала свой последний секрет: впервые удалось услышать её последний голос | 5 | 7 | 27-06-2026 |
| 8 | 🌌 Чёрные дыры массой с астероид могут скрываться в гамма-свечении ... | 0 | 7 | 27-06-2026 |
| 9 | 🌀⚫ Чёрные дыры танцуют — и тянут за собой само ... | 5 | 7 | 27-06-2026 |
| 10 | Quantum gravity tests may mistake ordinary spacetime for superposition | 0 | 7 | 02-07-2026 |