Меню

Гибридные звезды и конец жизни массивных звездных систем

Так называемых «черных дыр» не существует – это всего лишь математическая модель, поясняющая некоторые гравитационные «аномалии». Если в общую теорию относительности «вмонтировать» квантово-механические идеи, то композиционное видение вселенной становится вполне реалистичным и математически красивым.

Что вы получите, когда объедините две альтернативные теории, отрицающих физику "черных дыр"? Физик Рауль Карбальо-Рубио из Международной школы перспективных исследований (Триест, Италия), недавно опубликовал результаты исследования, согласно которым модифицированная релятивистская теория способна описать новую математическую модель судьбы массивных звезд. Но для этого необходимо привлечь аналитический аппарат квантовой физики.

На исходе своей жизни массивная звезда, вспыхнув сверхновой, оставляет за собой плотное ядро, которое, по классической версии, продолжает разрушаться, образуя нейтронную звезду или «черную дыру». Такова судьба всех звезд, если прослеживать историю их массы. Нейтронные звезды находят баланс между силой отталкивания опустошенного «топлива» и силой тяжести, в то время как более массивные ядра разрушаются в звездные системы, неспособные бороться с подавляющим притяжением собственной гравитации.

Отталкивающая сила тяжести

Карбальо-Рубио добавляет в вышеуказанную модель дополнительный элемент: квантовые колебания. Известно, что виртуальные частицы способны появляться и исчезать, и эти эффекты постоянно фиксируются исследователями. В более широком смысле можно предположить, что такого рода колебания происходят в любой точке в пространства-времени. Эти частицы рассматриваются как флуктуации положительной и отрицательной энергии, которые при нормальных условиях не фиксируются. Но экстремальная тяжесть компактных объектов нарушает гравитационный баланс, эффективно генерируя потоки энергии и тем самым создавая отталкивающую гравитационную силу.

черные звезды alter science

«Существование квантовых флуктуаций из-за гравитационных полей известно с конца 1970-х годов», - объясняет свою идею Карбальо-Рубио. Но физики не понимают, как учитывать этот эффект в рушившихся звездах.

Полученные уравнения Карбальо-Рубио объединяют общую теорию относительности и квантовую механику таким образом, что они поясняют физическую природу и квантовых флуктуаций, и гравитации. Более того, существует механизм, который уравновешивает «положительную» и «негативную» гравитацию для звездных масс, которые потенциально способны образовать "черные дыры". Дублируя свойства «квазиклассических релятивистских звезд», эти компактные объекты не полностью разрушаются под собственным весом, создавая горизонты событий, то есть эти звезды не являются «черными дырами» с точки зрения академической астрономии.

Гибридная звезда

Интересно, что квазиклассические релятивистские звезды, по Карбальо-Рубио, несут в себе отличительные черты ранее предложенных альтернатив «черных дыр» - гравитаров и черных звезд. Эти типы звездных систем состоят из обычной материи и на основе квантовых колебаний. Но когда идеи «черных звезд» были впервые предложены, уравнения, включающие квантовые флуктуации, еще не были известны. Карбальо-Рубио, в принципе, с точки зрения физики ничего нового не создал, за исключением альтернативной математической интерпретации. Гравитары и черные звезды структурированы по-разному: в ядрах гравитаров крупные квантовые флуктуации вытесняют обычную материю наружу, образуя ультратонкую оболочку на поверхности. В свою очередь, черные звезды уравновешивают материю и квантовые флуктуации по всей линии горизонта событий. Звездные системы Карбальо-Рубио похожи на гибрид двух предыдущих идей.

«С одной стороны, как материя, так и квантовые флуктуации присутствуют во всей структуре, как в модели черной звезды», - говорит он. «С другой стороны, звезда отображает два отдельных элемента, а именно ядро и ультратонкую оболочку, как в модели гравитаров».

Вопрос стабильности

Являются ли эти гибридные звезды частью реального мира - предмет дебатов. Математические решения Карбальо-Рубио не включают фактор времени, поэтому неясно, остается ли такая звезда стабильной или быстро превратится во что-то другое. Иначе говоря, псевдореальность «черных дыр» по-прежнему актуальна.

«Равновесные решения можно найти для ручки, стоящей на ее вершине», - замечает астрофизик Лучано Реццолла из Института теоретической физики, Германия. - Такое решение, очевидно, неустойчиво к малым возмущениям».

Однако, если Карбальо-Рубио сможет показать, что его квазиклассические релятивистские звезды действительно динамически стабильны, то следующее поколение гравитационных волновых обсерваторий должно предложить уровень точности, необходимый для фиксации нетрадиционных компактных тел. Только подобным образом можно доказать новый тип звезд.

Добавил:Всеволод Гордиенко Дата:2018-06-16 Раздел:Астрономия