המודל הסטנדרטי לקריסה כבידתית הוא "קריסת אופנהיימר-סניידר", המתאר כיצד כדור חומר אחיד ונטול לחץ קורס לתוך עצמו עד להיווצרות סינגולריות. החוקרים מפרנקפורט השתמשו באותה נקודת התחלה אך הוסיפו טוויסט מכריע: כשהצפיפות בליבה במהלך הקריסה עולה לרמה קריטית, הריק הקוונטי עובר מעבר פאזה .
ניתן לדמיין זאת כמים שהופכים לקרח, אך כאן מדובר במצב אקזוטי של מרחב-זמן. מעבר הפאזה יוצר גרעין ראשוני בגודל אפסי במרכז הכוכב, אזור של מרחב-זמן מסוג דה-סיטר. אזור זה מתחיל להתרחב במהירות עצומה, כמו מפץ גדול זעיר, מונע על ידי אנרגיה אפלה . ההתפשטות נבלמת באופן טבעי כשהיא מגיעה לרדיוס שוורצשילד – המרחק שבו אופק האירועים של חור שחור היה אמור להיווצר – ומתייצבת שם, ויוצרת מעין קליפה פיזיקלית יציבה
.
התוצר הסופי מתאפיין בשלושה מאפיינים מרכזיים:
עד לעבודה זו, כל הפתרונות לתיאור גרוואסטארים היו סטטיים או הניחו שיווי משקל. הפתרון של ג'מפולסקי ורזולה הוא הראשון שמראה כי גרוואסטאר יכול להיווצר באופן דינמי מתוך תהליך קריסה ריאלי, ללא צורך ב"כיוונון עדין" או בחיבור מלאכותי של אזורי מרחב-זמן נפרדים .
הפתרון החדשני מדגים מספר עקרונות חשובים:
אם גרוואסטארים אכן קיימים ביקום, הם עשויים לשכתב לחלוטין את הבנתנו לגבי מותם של כוכבים ולפתור תעלומות יסוד בפיזיקה.
החורים השחורים חוזים סינגולריות – נקודה שבה חוקי הפיזיקה המוכרים לנו קורסים. בנוסף, הם יוצרים את פרדוקס האינפורמציה: מידע קוונטי הנופל לתוך חור שחור נעלם לצמיתות מהיקום, בניגוד לעקרון האוניטריות. גרוואסטאר פותר את שתי הבעיות. מכיוון שלא נוצרת סינגולריות, הפיזיקה נותרת תקפה בכל נקודה. ומכיוון שאין אופק אירועים, מידע יכול, עקרונית, לברוח חזרה החוצה .
עם זאת, קיים אתגר משמעותי: הטלסקופים הנוכחיים שלנו אינם יכולים להבדיל בין גרוואסטאר לחור שחור. שדה הכבידה, הצללית ואפילו רוב הפליטה האלקטרומגנטית יהיו זהים לחלוטין. כדי להבחין ביניהם נדרשים מדידות מדויקות במיוחד של האזור הקרוב לפני השטח, כמו צללית החור השחור שצולמה על ידי טלסקופ אופק האירועים (EHT), או ניתוח של אותות גלי כבידה .
כששני אובייקטים קומפקטיים מתמזגים ומתייצבים, הם פולטים אותות גלי כבידה. אופק אירועים של חור שחור "בולע" אותות אלה, אך פני השטח הפיזיקליים של גרוואסטאר עשויים להחזיר חלק מהגלים, וליצור פולסי "הד" משניים. גלאים עתידיים מתקדמים, כמו טלסקופ איינשטיין או לוויין LISA לזיהוי גלי כבידה בחלל, יוכלו אולי לקלוט את ההדים הללו ובכך לאשש את קיומם של גרוואסטארים .
במחקר קודם, אותה קבוצה מפרנקפורט הראתה שפתרונות גרוואסטאר יכולים להיות מקוננים זה בתוך זה כמו בובות "מטריושקה" רוסיות, וליצור היררכיה של יקומים זעירים מתרחבים – מודל המכונה "נסטאר" (Nestar, קיצור של Nested Star) .
למרות האלגנטיות של הפתרון, חשוב להדגיש שמדובר עדיין ברעיון ספקולטיבי עם סוגיות לא פתורות:
נכון לעכשיו, גרוואסטארים מציעים מנגנון קורס כבידתי קפדני מבחינה מתמטית, נטול אופק אירועים, שפותר את הפרדוקסים של חורים שחורים מבלי לעזוב את תורת היחסות הכללית. השאלה האם היקום באמת מייצר אותם נותרת פתוחה ותלויה בדור הבא של מצפי הכוכבים.
Comments
0 comments