Чорні діри насправді — гравазірки. Ось і кінець із незрозумілою сингулярністю

Чорні діри насправді — гравазірки

Сингулярності чорних дір можуть суперечити законам фізики. Одне з нових досліджень пропонує відважне рішення цієї загадки: чорні діри можливо є гравазірками — теоретичним типом зірок, що наповнені темною енергією, яка сприяє розширенню Всесвіту.

Чорні діри — одні з найбільш загадкових об’єктів у Всесвіті, відомі своєю здатністю деформувати простір навколо себе настільки, що навіть світло не може вирватися з їх гравітаційного полону. Однак, можливо, багато з того, що вчені вважали відомим про ці таємничі об’єкти, є помилковим.

Згідно з новим дослідженням, опублікованим у квітні в журналі Physical Review D, чорні діри можуть насправді бути іншим типом космічних тіл, відомих як гравазірки.

«Гравазірки — це гіпотетичні астрономічні об’єкти, які були запропоновані у 2001 році як альтернатива чорним дірам», — зазначив у електронному листі Live Science співавтор дослідження Жоао Луїс Роза, професор фізики з Гданського університету в Польщі. «Вони можуть бути розглянуті як зірки, що складаються з енергії вакууму або темної енергії: того ж типу енергії, що сприяє прискореному розширенню Всесвіту».

Гравазірки і розв’язання парадоксів чорних дір

Карл Шварцшильд, німецький фізик і астроном, уперше передбачив існування чорних дір у 1915 році, використовуючи розрахунки на основі загальної теорії відносності Альберта Айнштайна.

Протягом десятиліть астрономічні спостереження, здавалося, підтверджували наявність об’єктів, подібних до чорних дір. Однак, опис цих космічних тіл, запропонований Шварцшильдом, містить деякі проблеми.

Зокрема, існує припущення, що центр чорної діри є точкою з нескінченно високою щільністю, відомою як сингулярність, де зосереджена вся маса чорної діри. Однак, основні принципи фізики стверджують, що нескінченності не існують, і їх присутність у будь-якій теорії вказує на її неточність або неповноту.

Ці проблеми натякають на те, що існуюча модель чорної діри може бути неповною або помилковою, тому потрібно розробляти альтернативні моделі,” – зазначила Роза. “Gravastar – це одна з багатьох запропонованих альтернатив. Основна перевага gravastar полягає в їх відсутності сингулярностей.”

Читайте також: Сім об’єктів у Всесвіті схожі на сфери Дайсона

Як і звичайні чорні діри, гравастари мають утворюватися на останньому етапі еволюції масивних зірок, коли енергія, що виділяється під час термоядерного горіння, вже не здатна протистояти силі тяжіння, і зірка колапсує в значно щільніший об’єкт. Однак, на відміну від чорних дір, гравастари не містять сингулярностей і представляють собою тонкі сфери матерії, стабільність яких забезпечується темною енергією всередині.

Щоб визначити, чи можуть гравастари бути життєздатною альтернативою сингулярним чорним дірам, Роза та її колеги вивчили взаємодію частинок і випромінювання з цими гіпотетичними об’єктами.

Застосовуючи теорію Ейнштейна, вони дослідили, як би виглядали величезні маси гарячої матерії, що оточують надмасивні чорні діри, якщо б ці чорні діри насправді були гравастарами. Вони також детально вивчили властивості “гарячих точок” – великих газових бульбашок, що обертаються навколо чорних дір зі швидкістю, близькою до швидкості світла.

Висновки дослідження показали вражаючу схожість між викидами матерії з гравазірок та чорних дір, що демонструє, що гравазірки не суперечать експериментальним даним про Всесвіт. Команда також виявила, що гравазірка має виглядати майже як звичайна чорна діра, утворюючи видиму тінь.

«Ця тінь створюється не захопленням світла горизонтом подій, а явищем, відомим як ‘гравітаційне червоне зміщення’, коли світло втрачає енергію, проникаючи через область з сильним гравітаційним полем», — пояснила Роза. «Фактично, коли світло з регіонів, розташованих близько до цих альтернативних об’єктів, доходить до наших телескопів, більшість його енергії втрачається в гравітаційному полі, що й створює цю тінь».

Сильна схожість між моделлю чорної діри Шварцшильда та гравазірками вказує на потенціал останніх як реалістичної альтернативи без теоретичних проблем сингулярностей.

Проте, для підтвердження цієї теорії потрібні експерименти та спостереження, які, за словами авторів, можуть бути скоро проведені. Незважаючи на те, що гравазірки та сингулярні чорні діри можуть вести себе подібно у багатьох аспектах, невеликі відмінності у випромінюванні світла можуть дозволити їх розрізнити. 

Джерело

Відкрийте більше з Третє Око. Головні новини України та світу

Підпишіться зараз, щоб продовжити читання та отримати доступ до повного архіву.

Продовжити читання

Прокрутка до верху