В 1916 году немецкий физик Карл Шварцшильд предложил решение уравнений общей теории относительности Альберта Эйнштейна, согласно которому центр черной дыры состоит из сингулярности — точки, где пространство и время перестают существовать. Здесь, по теории, все физические законы, включая общую теорию относительности Эйнштейна, перестают действовать; принцип причинности перестает иметь значение.
Это представляет собой серьезную проблему для науки: поскольку никакая информация не может покинуть черную дыру за горизонтом событий, решение Шварцшильда долгое время не привлекало много внимания за пределами теоретической сферы. Однако ситуация изменилась в 1971 году, когда был обнаружен первый кандидат на роль черной дыры, а затем черная дыра была обнаружена в центре нашей галактики Млечный Путь в 2000-х годах, а также получено первое изображение черной дыры коллаборацией телескопов Event Horizon в 2019 году.
В 2001 году Павел Мазур и Эмиль Моттола предложили другое решение уравнений поля Эйнштейна, приводящее к появлению объектов, названных ими гравитационными конденсатными звездами или гравастарами. В отличие от черных дыр, гравастары имеют ряд преимуществ с точки зрения теоретической астрофизики. С одной стороны, они почти так же компактны, как черные дыры, и обладают гравитацией на своей поверхности, которая сравнима по силе с гравитацией черной дыры, делая их во многом аналогичными. С другой стороны, гравастары не имеют горизонта событий, что означает отсутствие границы, изнутри которой информация не может покинуть объект, а их центр не содержит сингулярности. Вместо этого в центре гравастара находится экзотическая темная энергия, оказывающая отрицательное давление, противодействующее огромной гравитационной силе, сжимающей звезду. Поверхность гравастара представляет собой тонкую оболочку обычного вещества, толщина которой стремится к нулю.
Физики-теоретики Даниэль Ямпольски и профессор Лучано Реццолла из Университета Гете во Франкфурте представили решение уравнений поля общей теории относительности, описывающее существование гравастары внутри другой гравастары. Они назвали этот гипотетический небесный объект "нестар" (от английского "вложенный").
Даниэль Ямпольски, который нашел решение в рамках своей бакалаврской диссертации под руководством Лучано Реццоллы, говорит: "Нестар подобен матрешке", добавляя, что "наше решение уравнений поля позволяет целую серию вложенных гравастар". В то время как Мазур и Моттола утверждают, что гравастар имеет почти бесконечно тонкую кожу, состоящую из обычной материи, оболочка нестара чуть толще: "Это легче представить себе, что такое существо может существовать".
Профессор теоретической астрофизики в Университете Гете Лучано Реццолла объясняет: "Удивительно, что даже спустя 100 лет после того, как Шварцшильд предложил свое первое решение уравнений поля Эйнштейна из общей теории относительности, все еще можно находить новые решения. Это как искать золотую монету на дороге, которую уже изучили многие другие. К сожалению, мы до сих пор не знаем, как такая гравастара могла бы быть создана. Однако даже если нестары не существуют, изучение математических свойств этих решений в конечном итоге поможет нам лучше понять черные дыры".
Читать TechDigest в Google
