Гравастар
Гравастар астрофизике — это объект, выдвинутый в Павлом О. Мазуром и Эмилем Моттолой в качестве альтернативы теории черной дыры . У нее есть обычная метрика черной дыры снаружи горизонта, но метрика де Ситтера внутри. На горизонте тонкая оболочка материи. Термин «гравастар» представляет собой сочетание слов «гравитационно-вакуумная звезда». [1] Дальнейшие теоретические рассмотрения гравастаров включают понятие нестара (второго гравастара, вложенного в первый). [2] [3]
Структура
[ редактировать ]В оригинальной формулировке Мазура и Моттолы [4] гравастары содержат центральную область с p = − ρ [ жаргон ] (где p — давление, а ρ — плотность энергии), а также ложный вакуум или «темная энергия», тонкая оболочка идеальной жидкости p = ρ и истинный вакуум p = ρ = 0 снаружи. Поведение внутренней области, подобное темной энергии, предотвращает коллапс в сингулярность, а наличие тонкой оболочки предотвращает образование горизонта событий , избегая бесконечного синего смещения. Внутренняя область термодинамически не имеет энтропии и может рассматриваться как гравитационный конденсат Бозе-Эйнштейна . Сильное красное смещение фотонов, когда они выбираются из гравитационного колодца, заставило бы жидкую оболочку казаться очень холодной, почти абсолютной нулевой.
В дополнение к оригинальной формуле тонкой оболочки были предложены гравастары с непрерывным давлением. Эти объекты должны содержать анизотропные напряжения. [5]
Внешне гравазвезда похожа на черную дыру: ее видно по высокоэнергетическому излучению, которое она испускает при поглощении материи, а также по излучению Хокинга, которое она создает. [ нужна ссылка ] Астрономы ищут в небе рентгеновские лучи , испускаемые падающим веществом, чтобы обнаружить черные дыры. Гравастар создаст идентичную подпись. Также возможно, что если тонкая оболочка прозрачна для излучения, гравазвезды можно будет отличить от обычных черных дыр по разным свойствам гравитационного линзирования , поскольку через них могут проходить нулевые геодезические. [6]
Мазур и Моттола предполагают, что насильственное создание гравастара может быть объяснением происхождения нашей Вселенной и многих других вселенных, поскольку вся материя коллапсирующей звезды взорвется «через» центральную дыру, взорвется в новое измерение и расширится. навсегда, что соответствовало бы нынешним теориям Большого взрыва . [7] Это «новое измерение» оказывает внешнее давление на слой конденсата Бозе-Эйнштейна и предотвращает его дальнейшее разрушение.
Гравастары также могут предоставить механизм, описывающий, как темная энергия ускоряет расширение Вселенной . Одна из возможных гипотез использует излучение Хокинга как средство обмена энергией между «родительской» вселенной и «дочерней» вселенной и, таким образом, ускоряет скорость расширения, но эта область находится под большим количеством спекуляций. [ нужна ссылка ]
Формирование Гравастара может дать альтернативное объяснение внезапным и интенсивным гамма-всплескам в космосе. [ нужна ссылка ]
Было обнаружено, что наблюдения LIGO за гравитационными волнами от сталкивающихся объектов либо не согласуются с концепцией гравастар, либо [8] [9] [10] или быть неотличимыми от обычных черных дыр. [11] [12]
По сравнению с черными дырами
[ редактировать ]Принимая во внимание квантовую физику, гипотеза гравастара пытается разрешить противоречия, вызванные традиционными теориями черных дыр . [13]
Горизонты событий
[ редактировать ]В гравастаре горизонта событий нет. Слой жидкости с положительным давлением будет лежать сразу за «горизонтом событий», и его полный коллапс будет предотвращен внутренним ложным вакуумом. [1] Из-за отсутствия горизонта событий везде справедлива временная координата геометрии внешнего вакуума.
Динамическая стабильность гравастаров
[ редактировать ]В 2007 году теоретическая работа показала, что при определенных условиях гравазвезды, а также другие альтернативные модели черных дыр не стабильны при вращении. [14] Теоретические работы также показали, что некоторые вращающиеся гравазвезды стабильны при определенных угловых скоростях, толщинах оболочек и компактности. Также возможно, что некоторые гравазвезды, которые математически нестабильны, могут быть физически стабильными в космологических масштабах времени. [15] Теоретическая поддержка возможности существования гравазвезд не исключает существования черных дыр, как показано в других теоретических исследованиях. [16]
См. также
[ редактировать ]- Акустическая метрика
- Акустическое излучение Хокинга звуковых черных дыр
- Черная звезда (полуклассическая гравитация)
- Звезда темной энергии
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б . Это решение уравнений Эйнштейна устойчиво и не имеет особенностей. «Исследователь из Лос-Аламоса говорит, что «черные дыры» вовсе не дыры» . Лос-Аламосская национальная лаборатория . Архивировано из оригинала 13 декабря 2006 года . Проверено 10 апреля 2014 г.
- ^ Макрей, Майк (20 февраля 2024 г.). «Подобные пузырям «звезды внутри звезд» могут объяснить странность черной дыры» . НаукаАлерт . Архивировано из оригинала 20 февраля 2024 года . Проверено 20 февраля 2024 г.
- ^ Ямпольски, Дэниел; Резцолла, Лучано (15 февраля 2024 г.). «Вложенные решения гравитационных конденсатных звезд» . Классическая и квантовая гравитация . 41 (6): 065014. arXiv : 2310.13946 . Бибкод : 2024CQGra..41f5014J . дои : 10.1088/1361-6382/ad2317 . S2CID 264426808 .
- ^ Мазур, Павел О.; Моттола, Эмиль (2023). «Гравитационно-конденсатные звезды: альтернатива черным дырам» . Вселенная . 9 (2): 88. arXiv : gr-qc/0109035 . Бибкод : 2023Унив....9...88М . дои : 10.3390/universe9020088 .
- ^ Каттоен, Селин; Фабер, Тристан; Виссер, Мэтт (25 сентября 2005 г.). «Гравастары должны иметь анизотропное давление». Классическая и квантовая гравитация . 22 (20): 4189–4202. arXiv : gr-qc/0505137 . Бибкод : 2005CQGra..22.4189C . дои : 10.1088/0264-9381/22/20/002 . S2CID 10023130 .
- ^ Сакаи, Нобуюки; Саида, Хироми; Тамаки, Такаши (17 ноября 2014 г.). «Тени Гравастара». Физ. Преподобный Д. 90 (10): 104013. arXiv : 1408.6929 . Бибкод : 2014PhRvD..90j4013S . дои : 10.1103/physrevd.90.104013 . S2CID 119102542 .
- ^ Чоун, Маркус (7 июня 2006 г.). «Является ли пространство-время сверхтекучим?» . Новый учёный . Архивировано из оригинала 12 апреля 2016 г. Проверено 4 ноября 2017 г.
Это большой взрыв», — говорит Мазур. «По сути, мы находимся внутри гравастара.
«альтернативный URL» . bibliotecapleyades.net . - ^ Чиренти, Сесилия; Резцолла, Лучано (11 октября 2016 г.). «Создал ли GW150914 вращающуюся гравастар?» . Физический обзор D . 94 (8): 084016. arXiv : 1602.08759 . Бибкод : 2016PhRvD..94h4016C . дои : 10.1103/PhysRevD.94.084016 . S2CID 16097346 .
Мы пришли к выводу, что невозможно смоделировать измеренный сигнал GW150914 из-за вращающейся гравастары.
- ^ «Обнаружил ли LIGO черные дыры или гравазвезды?» . ScienceDaily . 19 октября 2016 года . Проверено 4 ноября 2017 г.
- ^ «Обнаружение черной дыры с помощью LIGO выдерживает испытание гравастаром» . Экстремальные технологии . 26 октября 2016 г. Проверено 4 ноября 2017 г.
- ^ «Был ли сигнал гравитационной волны от гравазвезды, а не от черных дыр?» . Новый учёный . 04 мая 2016 г. Проверено 4 ноября 2017 г.
Наш сигнал согласуется как с образованием черной дыры, так и с образованием объекта без горизонта — мы просто не можем сказать наверняка.
- ^ Кардозо, Витор; Франзин, Эдгардо; Пани, Паоло (27 апреля 2016 г.). «Является ли гравитационно-волновое кольцо зондом горизонта событий?». Письма о физических отзывах . 116 (17): 171101. arXiv : 1602.07309 . Бибкод : 2016PhRvL.116q1101C . doi : 10.1103/PhysRevLett.116.171101 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 27176511 . S2CID 206273829 .
- ^ Стенджер, Ричард (22 января 2002 г.). «Теория черных дыр полна болтовни?» . CNN.com . Проверено 10 апреля 2014 г.
- ^ Витор Кардосо; Паоло Пани; Мариано Кадони; Марко Кавалья (2008). «Эргорегиональная нестабильность сверхкомпактных астрофизических объектов». Физический обзор D . 77 (12): 124044. arXiv : 0709.0532 . Бибкод : 2008PhRvD..77l4044C . дои : 10.1103/PhysRevD.77.124044 . S2CID 119119838 .
- ^ Чиренти, Сесилия; Резцолла, Лучано (октябрь 2008 г.). «Нестабильность эргорегионов во вращающихся гравастарах» (PDF) . Физический обзор D . 78 (8): 084011. arXiv : 0808.4080 . Бибкод : 2008PhRvD..78h4011C . дои : 10.1103/PhysRevD.78.084011 . S2CID 34564980 . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 года . Проверено 10 апреля 2014 г.
- ^ Роша; Мигелоте; Чан; да Силва; Сантос; Аньчжун Ван (2008). «Ограниченное перемещение стабильных гравазвезд и черных дыр». Журнал космологии и физики астрочастиц . 2008 (6): 025. arXiv : 0803.4200 . Бибкод : 2008JCAP...06..025R . дои : 10.1088/1475-7516/2008/06/025 . S2CID 118669175 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Камензинд, Макс (2007). Компактные объекты в астрофизике белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры . Берлин: Шпрингер. стр. 442–445. ISBN 9783540499121 .
- Джордж Чаплайн (28 марта 2005 г.). «Черных дыр «не существует» » . Новости природы.
- Мазур; Эмиль Моттола (2023). «Гравитационно-конденсатные звезды: альтернатива черным дырам» . Вселенная . 9 (2): 88. arXiv : gr-qc/0109035 . Бибкод : 2023Унив....9...88М . дои : 10.3390/universe9020088 . Оригинальная статья Мазура и Моттолы.
- Виссер, Мэтт; Уилтшир, Дэвид Л. «Стабильные гравазвезды — альтернатива черным дырам?» (PDF) . Проверено 2 октября 2004 г.
- Занотти, Лучано Реццолла, Олиндо (2013). Релятивистская гидродинамика (1-е изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета . стр. 599–603. ISBN 9780198528906 .
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
