Массивные звезды проводят свою жизнь, весело сливая атомы и излучая энергию, пока у них не кончится топливо и гравитация не напомнит, кто здесь главный. Классический финал — черная дыра, сингулярность настолько плотная, что даже законы физики сдаются. Но новое теоретическое решение предлагает более амбициозный конец: звезда может коллапсировать в гравастар — своего рода космическую матрешку, содержащую внутри расширяющуюся мини-вселенную.
Гравастары — это гипотетические сверхкомпактные объекты, которые имитируют гравитационную мощь черных дыр, но обходятся без сингулярности и горизонта событий. Вместо этого они наполнены темной энергией, которая выталкивает наружу и предотвращает полный коллапс. Физики-теоретики Даниэль Ямпольски и профессор Лучано Реццолла из Франкфуртского университета имени Гёте теперь предложили первое динамическое решение уравнений Эйнштейна общей теории относительности, показывающее, как коллапсирующая звезда может породить такой объект.
Согласно их работе, коллапс массивной звезды может вызвать рождение миниатюрной вселенной внутри самой коллапсирующей материи — не так уж непохоже на наш собственный Большой взрыв. Когда эта мини-вселенная расширяется, ее темная энергия выталкивает наружу, останавливая коллапс до того, как образуется черная дыра. Результат — стабильный гравастар. Даниэль Ямпольски, разработавший это решение в рамках своей магистерской диссертации, объясняет: «Большой взрыв возникающей вселенной может развернуться, когда звезда уже почти коллапсировала до состояния черной дыры».
Исследователи говорят, что их решение отвечает на вопрос, который ученые обсуждали около 25 лет: как гравастары могут возникать из обычной материи. Реццолла подчеркивает, что изучение альтернатив не означает отрицание черных дыр. «Черные дыры по-прежнему остаются самым естественным и простым решением», — говорит он, добавляя, что «как ученым, нам важно сохранять непредвзятый подход к тому, чего мы не знаем». История, отмечает он, имеет привычку превращать экзотику в общепринятое.