Что если черные дыры не существуют? Новое решение уравнений Эйнштейна, которое предлагает альтернативу сингулярности

Черные дыры, эти таинственные объекты космоса, всегда привлекали внимание ученых и любопытной публики. Самое обидное — мы не можем увидеть, что происходит внутри черных дыр, за их границей, называемой горизонтом событий. Зато это делает черные дыры идеальными кандидатами для проверки наших физических теорий, в частности, общей теории относительности (ОТО) Альберта Эйнштейна, которая описывает гравитацию как искривление пространства и времени.

Однако ОТО сталкивается с серьезной проблемой, когда речь заходит о черных дырах. По классическому решению, найденному Карлом Шварцшильдом в 1916 году, центр черной дыры содержит сингулярность — точку, в которой плотность и кривизна пространства-времени стремятся к бесконечности. В этой точке все физические законы теряют смысл, и мы не можем предсказать, что происходит с материей и информацией, попадающей в черную дыру. Это называется проблемой информационного парадокса черных дыр.

Существуют ли альтернативные решения уравнений Эйнштейна, которые не приводят к сингулярности и парадоксу? Оказывается, что да. Одно из таких решений было предложено в 2001 году Павлом Мазуром и Эмилем Моттолой, которые назвали свои объекты звездами гравитационного конденсата или гравастарами. Гравастары — это гипотетические звезды, которые состоят из двух слоев: тонкой оболочки из обычного вещества и центральной части из экзотической энергии, которая оказывает отрицательное давление, противодействуя гравитации. Гравастары почти так же компактны, как черные дыры, и имеют почти такую же сильную гравитацию на своей поверхности, но у них нет горизонта событий и сингулярности. Это означает, что информация, попавшая в гравастар, не исчезает безвозвратно, а может быть восстановлена.

Но это еще не все. Недавно два физика-теоретика из Франкфуртского университета имени Гёте, Даниэль Ямпольски и Лучано Реццолла, обнаружили еще более необычное решение уравнений Эйнштейна, которое описывает существование гравастара внутри другого гравастара. Они дали этому объекту название «нестар» (от английского «nested», что означает «вложенный»). Нестар — это своего рода матрешка, которая может содержать в себе несколько гравастаров разного размера. При этом оболочка нестара, состоящая из вещества, не такая тонкая, как у гравастара, а имеет некоторую толщину. Это делает нестар более реалистичным объектом с точки зрения астрофизики.

Конечно, существование гравастаров и нестаров пока не подтверждено экспериментально, и у ученых нет идей о том, как они могут образовываться в природе. Но даже если они не существуют, изучение их свойств помогает лучше понять черные дыры и общую теорию относительности. Возможно, в будущем мы сможем разглядеть, что скрывается за горизонтом событий, и увидеть новые горизонты науки.