Исследователи из Los Alamos National Laboratory Министерства Энергетики США и Университета Штата Южная Каролина, выдвинули новую гипотезу, что "черные дыры" – вовсе не дыры вообще, а некие объекты, более родственные по природе пузырькам конденсата Бозе-Эйнштейна.

Исследователь Эмиль Моттола из Теоретического Отделения Los Alamos National Laboratory вместе с соавтором Павелом Мазуром из Университета Штата Южная Каролина в США, представили свое видение на природу черных дыр на ежегодной встрече Американского Физического Общества в Альбукерке.

Объяснение исследователей вносит кардинально новый взгляд на природу черных дыр, которые представляются не как "дыры" в космосе, где вещество и свет необъяснимо исчезают в зоне горизонта событий, а скорее как сферические пустоты, окруженные особой формой вещества никогда прежде не известного на Земле. Мазур и Моттола называют эти объекты не черными дырами, а гравитационными звездами.

Гравитационные звезды дают ответы на многие из нерешенных вопросов, которые возникли в соответствии с традиционными взглядами на черные дыры. Традиционное толкование таких объектов, как черные дыры состоит в том, что они формируются в космосе, когда звезды достигают конца своей жизни и по своей массе превышают некий предел. Из-за чего после своей смерти начинают сжиматься и скорость их сжатия превышает обратную силу давления вещества. Происходит коллапс и все вещество схлопывается в точку, размер которой варьируется в зависимости от гравитационного радиуса. Черная дыра создает ошеломляющее по силе поле тяготения, которое настолько мощно, что ничто не может выйти из зоны его действия, даже свет.

Моттола и Павел говорят, что в то время как происходят процессы разрушения в затухающей звезде, ее последующий коллапс не бесконечен и доходит до некоторого предела, где сила тяжести затухающей звезды трансформирует вещество звезды в новую фазу. Моттола описывает эту фазу как стадию, подобную конденсату Бозе-Эйнштейна, фазе вещества, недавно полученного на лабораторной установке лаборатории и являвшегося до недавнего времени жаркой темой научных дискуссий.

Конденсация Бозе-Эйнштейна – это фазовый переход в идеальном бозе-газе (квантовом газе частиц или квазичастиц с целым спином), заключающийся в переходе макроскопически большого числа частиц в состояние с нулевым импульсом. Он происходит при низкой температуре (приближающейся к абсолютному нулю), когда длина волны де Бройля теплового движения частиц становится порядка величины среднего расстояния между ними.

Когда вещество охлаждается достаточно, чтобы стать конденсатом Бозе-Эйнштейна, атомы, которые составляют вещество трансформируются в новую фазу. Атомы достигают квантового состояния и слипаются в каплю материала, называемого "атом высшего качества". Свойства конденсатов Бозе-Эйнштейна - тема для интенсивного исследования, и много физиков работают над тем, чтобы понять их.

Моттола и Мазур полагают, что затухающие звезды сокращаются до размеров горизонта событий, где вещество переходит определенную черту и трансформируется к новому состоянию вещества, которое формирует гравитационные звезды. Согласно их представлениям, вещество затухающей звезды создает ультратонкую, ультра-холодную, ультра-темную оболочку материала, который является фактически неразрушаемым. Новая форма гравитационной энергии такого объекта родственна конденсату Бозе-Эйнштейна, хотя, похоже, внутри такого объекта сосредоточен вакуум.

Любое вещество поблизости, которое падает на поверхность гравитационной звезды, может заново излучаться как другая форма энергии, которая делает гравитационные звезды потенциально намного более мощными источниками радиации, чем черные дыры, которые просто проглатывают материал.

Внутри гравитационной звезды пространство и время меняются местами, как и в модели черной дыры.

Хотя подход исследователей и нетрадиционен, их модель объясняет один необъяснимый вопрос, возникший в соответствии с теорией черной дыры. По сценарию происходящих процессов внутри черной дыры, количество энтропии, созданной в черной дыре стало бы почти бесконечным. Физики долго мучались, чтобы объяснить огромную энтропию черных дыр, и в значительной степени их попытки так и оказались бесплодными. В отличие от черной дыры, гравитационная звезда имеет очень низкую энтропию.

Моттола и Мазур продолжают совершенствовать свою теорию и работают над концепцией вращения гравитационной звезды. Они даже высказывают предположение, что Вселенная, в которой мы живем, может быть внутренней оболочкой гигантской гравитационной звезды.