|
Страница 1 из 3 Может ли Вселенная обойтись без черных дыр? Однако не стоит забывать, что, в отличие от звезд, планет, комет, скоплений звезд — галактик, скоплений галактик, которые мы можем наблюдать и изучать непосредственно, ЧД, возможно, существуют только в расчетах теоретиков. Они принадлежат (пока!) к классу немногочисленных в астрономии объектов, открытых "на кончике пера". Теоретики могут сколь угодно менять в своих формулах значения основных и вспомогательных параметров, констант, задавать различные начальные и граничные условия, красиво рассказывая, как радикально изменяются свойства ЧД от этих изменений, но подтвердить ни одно из своих утверждений никогда не смогут — мощный гравитационный занавес надежно скрывает от взора наблюдателей все подробности жизни ЧД. Более того, существуют варианты Вселенной, в которых места черным дырам вовсе не находится. Дело в том, что, сколь бы совершенными ни казались существующие физические теории, в любой из них существуют "узкие места", где теория не может объяснить некоторые наблюдательные данные. Неспособность ОТО "работать" с сильными гравитационными полями подвигает теоретиков на создание альтернативных ОТО, но более универсальных вариантов теории гравитации. В частности, школой российского ученого А.А.Логунова интенсивно разрабатывается релятивистская теория гравитации (РТГ), в которой проблемы с сингулярностью и гравитационным коллапсом звезд с массой М звезды>3МСолнца очень легко решаются введением кванта гравитационного поля — гравитона. В РТГ возможность существования ЧД не предусмотрена! Интересующиеся проблемами естественных наук читатели знают, что едва ли не судьбоносной проблемой современной физики является создание "теории всего сущего" (theory of everything — TOE), или Теории суперобъединения, с помощью которой физики смогут объяснить все-все в мире. В ответ на оптимистическое высказывание С.Хокинга: "И все же я уверен, что сейчас есть основания для осторожного оптимизма — мы, пожалуй, близки к завершению поисков окончательных законов природы" — хотелось бы напомнить известное выступление лауреата Нобелевской премии Макса Борна перед гостями Геттингеновского университета в 1928 г.: "Физика в том смысле, в котором мы ее понимаем, через полгода кончится". Уверенность маститого ученого основывалась на открытом недавно Дираком уравнении для электрона — apriori предполагалось, что вот-вот будет открыто подобное уравнение и для протона (в то время были известны только две эти частицы). Сегодня уже практически создана "Теория Великого Объединения", в рамках которой можно в едином комплексе рассматривать частные теории — теории сильных и слабых ядерных взаимодействий и теорию электромагнитного взаимодействия. Попытки подключить к этой триаде частную теорию гравитации упираются в то, что ее фундамент — "Общая Теория Относительности" (ОТО) — является классическим, т.е. не включает в себя ядро квантовой механики — принцип неопределенности, который не предусматривает возможности абсолютно точного предсказания любого события (если не интерпретировать эту неопределенность вмешательством Бога, Космического Разума — назовите ЭТО как хотите). Если же удастся решить сию непростую задачу ("женить" ОТО на квантовой механике), то открываются блестящие перспективы: из Вселенной немедленно исчезают сингулярности — напомню, что это области с бесконечно большой плотностью вещества (квантовая механика напрочь отвергает всякие бесконечности), а, следовательно, исчезают и ЧД, сама же Вселенная становится полностью замкнутой и не имеющей границ. Однако, в силу закона сохранения бесконечностей, возникает очередная бесконечность, которую ученые, несомненно, с помощью метода перенормировок, успешно устранят: в силу принципа неопределенности "пустое" пространство — вакуум — оказывается не совсем пустым, в нем постоянно рождаются и аннигилируют пары виртуальных частиц и античастиц. Они обладают бесконечной энергией и, следовательно (Е=тс2), бесконечной массой. Конечный результат в этой ситуации известен — под действием создаваемого бесконечной массой гравитационного притяжения Вселенная должна немедленно свернуться до бесконечно малых размеров (но не в ЧД!). 
Итак, наличие или отсутствие ЧД во Вселенной зависит только от мастерства теоретика и решаемой им задачи. Но даже при решении одной и той же задачи — релятивистского коллапса звезды с массой больше трех солнечных — могут возникнуть проблемы, уводящие далеко от ЧД. Весьма загадочной и до сих пор не решенной проблемой черных дыр оставалась почти бесконечная их энтропия. Не менее сложная задача (и тоже не поддающаяся разгадке) — пресловутая сингулярность. Недаром один из российских астрофизиков заметил, что "...любая теория, в которой возникает сингулярность, является неполной или неточной, а сам факт существования ее (сингулярности) бросает вызов теоретикам". Одним из вариантов ответа на подобный "вызов" можно считать теорию, описывающую гравазвезды (GRAVASTAR), созданную американскими астрофизиками Эмилем Мотолой и Павлом Мазуром (Emil Motola, Pavel Mazur). В их теории гравитационный коллапс звезды не бесконечен и доходит до некоторого предела, где силы гравитации трансформируют вещество звезды в новую его фазу. Ученые описывают ее как стадию, подобную конденсату Бозе-Эйнштейна (БЭК) — фазе вещества, полученной недавно на лабораторной установке и являвшейся до недавнего времени темой жарких научных дискуссий (экспериментальное его открытие было отмечено Нобелевской премией). Мотола со своими коллегами считает, что при завершении гравитационного коллапса звезды, при приближении его к горизонту событий, мощное гравитационное поле нарушает квантовые флуктуации пространства-времени, притом в таких масштабах, что создаются условия для трансформации вещества в абсолютно новое фазовое состояние — БЭК. В новой модели в центре возникшего объекта находится не сингулярность, как в ЧД, а пузырь из БЭК, окруженный сверхпрочной, сверххолодной, абсолютно невидимой сферической оболочкой, порожденной стационарной стоячей волной в пространстве-времени. Возникновение БЭК существенно искажает пространство-время внутри оболочки, вследствие чего устанавливается режим циркуляции вещества от центра к оболочке и назад. Такой коллективный труд гравитации и вакуума получил звучное название гравастар (GRA(Gravity) VA(vacuum) STAR) — гравитационно-вакуумная звезда. Поскольку новая форма вещества не только чрезвычайно стабильна, но и весьма гибкая (напоминает оболочку пузыря), то все ближайшее окружение (пыль, газ, астероиды, планеты, звезды) немедленно окажется в ее оболочке (в этом отношении и ЧД, и GRAVASTAR очень прожорливы). В случае ЧД вещество исчезает навсегда (если не считать возможности последующей "реинкарнации" в виде излучения в процессе испарения — для очень массивных звезд этот процесс может длиться до ~1060 лет). Возможности GRAVASTAR более эффективно (по сравнению с ЧД) переизлучать энергию привлекли к ним особое внимание ученых, ибо к настоящему времени накопилось достаточно много наблюдательных данных о таких мощных процессах в ядрах галактик, для объяснения которых уже недостаточно известных науке механизмов энерговыделения, вплоть до мощности квазаров.
Как и в ЧД, пространство-время внутри оболочек GRAVASTAR настолько "искривлено" и "изломано", что описать его в терминах современной науки невозможно, а сами пространство и время, само собой, поменялись местами.
|
