Согласно новым расчетам, сочетающим квантовую механику с общей теорией относительности Эйнштейна, гравастары, гипотетические альтернативы черным дырам, могут оказаться вложенными друг в друга, как русская матрешка. Если такие экзотические объекты существуют, они могли бы обнаружить свое присутствие в гравитационно-волновых сигналах.
Черные дыры образуются в результате гравитационного коллапса большой звезды или, возможно, газового облака в крошечную область, где гравитация настолько сильна, что даже свет не может покинуть ее.
В 2001 году американские физики Павел Мазур и Эмиль Моттола показал, что теоретически другой объект может образоваться от такого краха. Они сделали это, объединив уравнения поля Эйнштейна, описывающие, как материя и энергия влияют на геометрию пространства-времени, с квантовой механикой. Их анализ показал, что квантовые флуктуации могут предотвратить образование сингулярности черной дыры на заключительных стадиях гравитационного коллапса, по крайней мере, в принципе. Скорее всего, сформировался новый и причудливый тип объекта, названный гравастар.
Нет горизонта событий
Гравастар — это сжатие гравитационно-вакуумной конденсатной звезды. В некотором смысле гравастар похож на черную дыру. Они оба имеют чрезвычайно сильные гравитационные поля и могут излучать излучение Хокинга. Однако гравастар не имеет ни сингулярности в своей основе, ни горизонта событий, за пределы которого свет, материя и информация могут пройти, но никогда не вернуться.
Вместо этого гравастар — это пузырь деситтеровского пространства, которое представляет собой математическое описание пространства, наполненного отрицательной энергией. Таким образом, она представляет собой простую модель, согласующуюся с расширяющейся Вселенной, движимой темной энергией. В традиционной модели гравастара этот пузырь деситтеровского пространства изначально создается квантовыми флуктуациями и ограничен бесконечно тонкой оболочкой материи.
«Пространство-время Де Ситтера хочет расширяться, но в гравастаре оно окружено оболочкой материи, которая вместо этого хочет схлопнуться», — говорит Лучано Резолла, который является заведующим кафедрой теоретической астрофизики Франкфуртского университета имени Гете. «Балансирование двух противоположных поведений приводит к стабильному гравастару».
Вложенные гравастары
Теперь аспирант Резоллы Дэниел Ямпольски нашел новое решение уравнений поля, которое описывает, как две или более гравазвезды могут быть вложены друг в друга, как космическая матрешка.
Ямпольски и Резолла называют такое явление «нестар», что означает «вложенная звезда». Внутренняя структура незвезды представляет собой пузырь деситтеровского пространства, окруженный оболочкой материи, которая затем окружена другим объемом деситтеровского пространства, заключенным в другую оболочку материи, и так далее. Кроме того, материальные оболочки не были бесконечно тонкими, а могли иметь значительную толщину, в некоторых случаях составляющую практически весь радиус незвезды.
«Есть некоторые конфигурации незвезды, которые задаются бесконечно малой внутренней частью де Ситтера – всего лишь точкой – за которой следует внутренняя часть материи, которая по существу заполняет всю незвезду, а затем есть две тонкие оболочки вблизи поверхности, одна из которых состоит из пространства де Ситтера. – время, другое из материи», – говорит Резцолла. Мир физики. «Поскольку в этом случае незвезда будет состоять в основном из материи, ее формирование может быть менее экзотичным, чем в случае полного интерьера Де Ситтера».
Тем не менее, гравазвезды остаются гипотетическими, без каких-либо наблюдательных доказательств их существования, что должно привести к некоторой осторожности, говорит эксперт. Паоло Пани, профессора теоретической физики Римского университета Сапиенца, который не принимал участия в исследовании.
«Фундаментальный вопрос заключается в том, как такие решения — обычные или вложенные гравастары — могут формироваться динамически, поскольку в настоящее время у нас нет последовательной модели», — говорит Пани.
Звонок как колокол
Однако незнание того, как формируются гравастары, не исключает их существования. Действительно, они могли бы существовать в компактных двойных системах, которые сливаются и производят гравитационные волны.
Когда два компактных массивных объекта (таких как черные дыры или нейтронные звезды) сливаются друг с другом по спирали, они излучают характерный гравитационно-волновой сигнал, называемый чирпом. Когда объекты сливаются, образуя черную дыру, испускаемые гравитационные волны напоминают затухающий звон ударенного колокола. И чирп, и звон в результате таких слияний наблюдались детекторами гравитационных волн LIGO-Virgo-KAGRA.
Такое слияние могло бы также создать гравастар или нестар, и Ямпольски и Резолла говорят, что они будут иметь отличительные сигналы вызова. Резолла добавляет: «Из-за своей внутренней структуры звук нестара будет отличаться от звука гравазвезды той же массы». В частности, различные оболочки, в которых взаимодействуют материя и деситтеровское пространство, будут колебаться определенным образом, в отличие от обычной гравазвезды.
Доступно 90 гравитационно-волновых событий поскольку она была обнаружена до сих пор, и в настоящее время проводится еще одна серия наблюдений, имеется много данных для поиска сигнатуры гравастара.
«Все наблюдения гравитационных волн до сих пор согласуются с гипотезой о том, что эти объекты являются черными дырами или нейтронными звездами», — говорит Пани. «Однако уровень сигнала трудно измерить точно», — добавляет он, что оставляет некоторую неопределенность.
Нагрев корпуса
Другой способ проявления гравастара — это аккреция материи на его поверхность. В случае черной дыры материя и свет исчезают за горизонтом событий. Телескоп телескопа событий увидел, когда сфотографировал «тени» сверхмассивных черных дыр в центре галактик M87 и Млечного Пути. Гравастары отличаются тем, что у них нет горизонта. Хотя некоторая часть материи может пройти через внешнюю оболочку и быть поглощена внутренним пространством-временем Де Ситтера, большее количество материи может воздействовать на поверхностную оболочку, делая ее толще и заставляя ее нагреваться и излучать свет. Если бы телескоп «Горизонт событий» когда-либо смог бы получить изображение активно аккрецирующей гравазвезды, он бы увидел это излучение, хотя и сильно смещенное в красную область под действием гравитации.
Гравитационно-волновой сигнал LIGO подтверждает теорему Хокинга о площадях
Резцолла признает, что, хотя математика может работать, физическая модель, описывающая, как гравастары и нестары могут существовать в реальности, все еще ускользает от нас.
«Мы действительно не имеем хорошего представления о том, как формируются гравазвезды, [и] поскольку мы так мало знаем о материи, из которой состоят гравазвезды, эти предположения трудно проверить», — говорит Резцолла.
Ямпольски и Реццолла описывают свое новое решение уравнений поля Эйнштейна в журнале. Классическая и Квантовая Гравитация.
- SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
- PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
- ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
- ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
- ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
- Источник: https://physicsworld.com/a/could-gravastars-be-nested-inside-one-another-like-a-russian-doll/
- :имеет
- :является
- :нет
- :куда
- $UP
- 135
- 2001
- a
- О нас
- поглощенный
- По
- точно
- активно
- дополнение
- Добавляет
- влиять на
- причислены
- альтернатива
- альтернативы
- an
- анализ
- и
- Другой
- МЫ
- ПЛОЩАДЬ
- AS
- предположения
- At
- спины
- BE
- , так как:
- было
- поведения
- не являетесь
- Колокол
- Beyond
- Черный
- Черная дыра
- черных дыр
- изоферменты печени
- вещания
- пузырь
- но
- by
- рассчитанный
- расчеты
- призывают
- под названием
- CAN
- случаев
- случаев
- Причинение
- осторожность
- центр
- Кресла
- нажмите на
- облако
- коллапс
- объединять
- комбинируя
- компактный
- полный
- последовательный
- сокращение
- обычный
- может
- Создайте
- создали
- В настоящее время
- Дэниел
- темно
- данным
- de
- описывать
- описывает
- описывающих
- описание
- обнаруженный
- DID
- различный
- по-разному
- трудный
- исчезать
- отчетливый
- отличительный
- do
- приносит
- управляемый
- в течение
- динамично
- излучение
- конец
- энергетика
- Весь
- уравнения
- бежать
- по существу
- Даже
- События
- Телескоп телескопа событий
- НИКОГДА
- , поскольку большинство сенаторов
- существовать
- существование
- Экзотический
- Расширьте
- расширяющийся
- чрезвычайно
- далеко
- Особенность
- поле
- Поля
- заполненный
- заливка
- окончательный
- заключительные этапы
- Во-первых,
- колебания
- следует
- Что касается
- форма
- образование
- сформированный
- найденный
- Франкфурт
- от
- фундаментальный
- Galaxies
- ГАЗ
- Общие
- Общая теория относительности
- данный
- хорошо
- выпускник
- гравитационный
- Гравитационные волны
- вес
- Жесткий
- Есть
- имеющий
- he
- Сердце
- High
- очень
- Отверстие
- Отверстия
- горизонт
- Как
- Однако
- HTTPS
- идея
- if
- изображение
- Влияние
- in
- действительно
- информация
- первоначально
- внутри
- вместо
- Интерфейс
- интерьер
- в нашей внутренней среде,
- в
- вовлеченный
- вопрос
- IT
- ЕГО
- саму трезвость
- журнал
- JPG
- всего
- Знать
- знание
- большой
- вести
- Лиды
- наименее
- Меньше
- легкий
- такое как
- мало
- посмотреть
- выглядит как
- сделанный
- Создание
- способ
- Масса
- массивный
- математический
- математика
- Вопрос
- макс-ширина
- Май..
- проводить измерение
- механика
- идти
- Слияние
- слияния
- может быть
- Млечный Путь
- модель
- БОЛЕЕ
- в основном
- Возле
- отрицательный
- Нейтронные звезды
- никогда
- Новые
- новое решение
- нет
- объект
- объекты
- наблюдательный
- of
- on
- ONE
- на
- открытый
- противоположность
- or
- обычный
- Другое
- особый
- pass
- явление
- PHP
- физический
- Физика
- Мир физики
- Часть
- Платон
- Платон Интеллектуальные данные
- ПлатонДанные
- Много
- Точка
- возможно
- практически
- присутствие
- предотвращать
- принцип
- производит
- Профессор
- приводит
- Квантовый
- Квантовая механика
- вопрос
- скорее
- Реальность
- на самом деле
- область
- регулярный
- относительность
- оставаться
- возвращают
- показывать
- Показали
- Рим
- Комната
- Run
- русский
- то же
- видел
- сообщили
- говорит
- Поиск
- посмотреть
- Оболочка
- Короткое
- должен
- показал
- сигнал
- сигналы
- подпись
- просто
- с
- сингулярность
- небольшой
- So
- уже
- Решение
- Решения
- некоторые
- Space
- конкретно
- спиральный
- стабильный
- этапы
- Звезда
- Звезды
- По-прежнему
- сильный
- Структура
- "Студент"
- Кабинет
- существенный
- такие
- Поверхность
- окруженный
- системы
- телескоп
- говорит
- тестXNUMX
- чем
- который
- Ассоциация
- их
- тогда
- теоретический
- теория
- Там.
- Эти
- они
- тонкий
- этой
- Через
- миниатюрами
- Таким образом
- в
- правда
- два
- напишите
- Неопределенность
- под
- Вселенная
- Университет
- us
- вакуум
- различный
- объем
- хочет
- законопроект
- Wave
- волны
- Путь..
- способы
- we
- были
- Что
- когда
- , которые
- в то время как
- КТО
- все
- в
- Работа
- Мир
- бы
- зефирнет