Nauka dla Społeczeństwa

19.04.2024
PL EN
21.02.2024 aktualizacja 21.02.2024

Gwiezdne matrioszki zamiast czarnych dziur

Fot. Adobe Stock Fot. Adobe Stock

Według jednej z teorii, która powstała z udziałem polskiego naukowca, zamiast czarnych dziur mogą powstawać posiadające cienką materialną powierzchnię tzw. grawastary. Teraz eksperci z Frankfurtu wskazali, że jeden grawastar może znajdować się wewnątrz innego.

Zachowanie czasu i przestrzeni, a dokładniej czasoprzestrzeni opisują tzw. równania Einsteina. Fizycy teoretyczni dochodzą do rozmaitych wniosków na temat kosmosu, szukając nowych rozwiązań tychże równań.

W 1916 roku – przypominają badacze z Uniwersytetu we Frankfurcie nad Menem (Niemcy) – niemiecki fizyk Karl Schwarzschild wskazał rozwiązanie, według którego w centrum czarnej dziury znajduje się tzw. osobliwość – punkt, w którym czas i przestrzeń już nie istnieją.

To jednocześnie oznacza, że w osobliwości teoria względności traci zastosowanie, a prawo przyczyn i skutków nie obowiązuje. Jednocześnie, z osobliwości nie może wydostać się żadna informacja.

Dopiero w 1971 roku odkryto pierwszy obiekt, który pasował do opisu czarnej dziury.

Na początku obecnego wieku zaobserwowano supermasywną czarną dziurę w centrum Drogi Mlecznej, a w 2019 roku wykonano jej zdjęcie w ramach projektu Event Horizon Telescope Collaboration.

Tymczasem w 2001 roku fizycy Paweł Mazur (absolwent Uniwersytetu Jagiellońskiego, obecnie związany z Wydziałem Fizyki i Astronomii na amerykańskim University of South Carolina) i Emil Mottola (obecnie profesor fizyki na Florida Atlantic University) zaproponowali alternatywne do teorii rozwiązania równań Einsteina.

Według nich, zamiast czarnych dziur mają powstawać bardzo gęste grawitacyjnie gwiazdy – grawastary.

Teoria grawastarów ma tę przewagę, że obiekty te mają być niemal tak skondensowane, jak czarne dziury, mieć podobnie silną grawitację, jednak mają być pozbawione horyzontu zdarzeń, spoza którego informacja już nie może uciec, a ich wnętrze nie ma zawierać trudnej do opisania osobliwości.

Ważną rolę w grawastarach ogrywać ma ciemna energia, która przeciwdziała silnej ściskającej je grawitacji.

Powierzchnia takiego obiektu składać się ma ze zwykłej materii, ale mieć grubość zbliżającą się do zera.

Teraz zespół z Frankfurtu znalazł nowe rozwiązania równań Einsteina odnośnie grawastarów. Według badaczy w środku jednego grawastara może istnieć drugi i w jednym układzie może być ich więcej niż dwa. Naukowcy nazwali taki hipotetyczny obiekt nestarem.

„Nestar przypomina lalki typu matrioszka. Nasze rozwiązania równań pola pozwalają na istnienie całej serii grawastarów umieszczonych jeden w drugim” – mówi Luciano Rezzolla, autor odkrycia opisanego na łamach periodyku „Classical and Quantum Gravity".

Powierzchnia nestara byłaby przy tym grubsza niż pojedynczego grawastara. “Łatwiej można sobie wyobrazić, że coś takiego istnieje” – dodaje fizyk.(PAP)

Marek Matacz

mat/ bar/

Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.

Copyright © Fundacja PAP 2024