Німецькі фізики Даніель Ямпольський та Лучіано Рецолла з Університету Гете вперше змоделювали формування гравастарів — гіпотетичних космічних об'єктів, які є двійниками чорних дір. Дослідження, опубліковане в журналі Physical Review D Letters, пропонує новий сценарій завершення життя масивних зірок, який може змінити уявлення про роботу Всесвіту.
Концепція гравастара (гравітаційного вакуумного конденсату зірки) вперше з'явилася у 2001 році як альтернатива традиційним чорним дірам. Зовні такий об'єкт майже не відрізняється від чорної діри — він має колосальну масу та надвисоку компактність. Однак внутрішня будова гравастара принципово інша, що дозволяє уникнути ключових проблем, пов'язаних із загальною теорією відносності.
Головна відмінність гравастара — відсутність сингулярності. Замість стиснення зірки вагою мільярди сонячних мас в одну нескінченно крихітну точку, гравастар має чітку та стабільну внутрішню структуру. Крім того, він не створює горизонту подій — зони абсолютного неповернення, з якої не може вирватися навіть світло. Це вирішує так званий парадокс Ейнштейна, коли закони фізики перестають працювати всередині чорної діри.
Гравастар складається з надтонкої поверхневої кори звичайної матерії, а вся його внутрішня частина заповнена темною енергією — гіпотетичною силою, яка відповідає за розширення Всесвіту. Саме темна енергія рятує об'єкт від перетворення на чорну діру. Вона створює потужний зворотний тиск, спрямований назовні, який врівноважує нищівну силу гравітації та припиняє колапс згаслої зірки. Завдяки цьому закони загальної теорії відносності продовжують працювати всередині об'єкта без будь-яких математичних збоїв.
Головною проблемою теорії гравастарів досі залишалася відсутність розуміння того, як саме вони можуть утворюватися з реальних космічних хмар матерії. Німецьким фізикам вперше вдалося розрахувати цей складний механізм. Дослідження показало, що за певних умов гравітаційне стиснення сферичної хмари матерії запускає унікальний процес.
Колапс речовини призводить до вивільнення темної енергії, що провокує потужний внутрішній спалах. У пресрелізі дослідження це явище порівнюють з «міні-Великим вибухом», схожим на той, з якого колись народився Всесвіт. Цей внутрішній вибух зупиняє стиснення до того, як встигне сформуватися горизонт подій, що робить гравастар стабільним об'єктом.
Автори роботи наголошують: гравастари — це не повна заміна чорних дір, а додатковий екзотичний сценарій смерті зірок. Наразі чорні діри залишаються найпростішим і найбільш природним математичним поясненням космічного колапсу. Створена модель є теоретичною і вимагає ідеально налаштованих початкових умов, тому її практичне підтвердження може зайняти роки.
Фізики закликають наукову спільноту зберігати неупередженість щодо маловивчених екстремальних станів матерії. Історія науки неодноразово доводила, що колишні екзотичні теорії з часом ставали загальноприйнятими фактами. Відкриття гравастарів може не лише пояснити природу темної енергії, але й запропонувати нові шляхи для розуміння раннього Всесвіту та його еволюції.
Подальші дослідження в цьому напрямку можуть включати пошук спостережуваних ознак гравастарів, таких як специфічні гравітаційні хвилі або особливості випромінювання. Якщо теорія підтвердиться, це стане одним із найбільших проривів у астрофізиці за останні десятиліття, змінивши фундаментальні уявлення про життєвий цикл зірок та структуру космосу.
