შავი ხვრელების არსებობა აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორიის მიხედვითაა ნაწინასწარმეტყველები. მისი გარე რეგიონი მოვლენათა ჰორიზონტია, რომლის მიღმიდანაც თავს ვერაფერი აღწევს, მათ შორის ვერც სინათლე. სწორედ ამიტომაა მსგავსი ობიექტების პირდაპირ დანახვა შეუძლებელი. ასევე, მათში წარმოუდგენლად დიდი სიმკვრივეა, იმდენად, რომ იქაურ გარემოს ფიზიკის ჩვენეული გაგება უბრალოდ ვერ მიესადაგება.

არსებობს შავი ხვრელების ინფორმაციული პარადოქსიც. თერმოდინამიკის პირველი და მეორე კანონების მიხედვით, თუ ობიექტს მასა აქვს, მაშინ მას ტემპერატურაც უნდა ჰქონდეს და სითბოს გამოყოფდეს. სტივენ ჰოკინგის თეორიის თანახმად კი, შავ ხვრელებს მოვლენათა ჰორიზონტის არეალიდან რადიაცია უნდა ახასიათებდეს.

ეს ნიშნავს, რომ თუ შავი ხვრელი ამგვარად ორთქლდება, მაშინ მასში დაგროვებული ინფორმაციაც სამუდამოდ იკარგება, რაც კვანტური მექანიკის საბაზისო პოსტულატებს ეწინააღმდეგება. საქმე ისაა, რომ შრედინგერის განტოლების მიხედვით, ცვალებად სისტემებში ინფორმაციის წარმოქმნა და განადგურება შეუძლებელია, რასაც უნიტარულობა ეწოდება.

ამ პრობლემის ახსნის მცდელობები საკმაოდ უჩვეულო შედეგებით დასრულდა. მაგალითად, ისიც კი ივარაუდეს, რომ ჩვენი სამყარო შესაძლოა, ჰოლოგრაფიული იყოს (როცა ყველაფერი შორეულ მიჯნაზეა კოდირებული). ასეა თუ ისე, კოსმოსში ფიქსირდება ისეთი ობიექტები, რომლებსაც შავი ხვრელების მახასიათებლები აქვს, მაგრამ, იქნებ, ისინი საერთოდაც არ არსებობს?

გრავასტარები

სწორედ ამას გულისხმობს ჰიპოთეზა გრავასტარების შესახებ, რომელთა დასახელებაც გრავიტაციული ვაკუუმის ვარსკვლავს ნიშნავს. ეს იდეა 2002 წელს პაველ მაზურმა და ემილ მოტოლამ წამოაყენეს. მის თანახმად, დიდი ვარსკვლავების კოლაფსისას მძლავრ გრავიტაციაs მისი შემადგენელ მატერია ახალ მდგომარეობაში გადაჰყავს, რომელიც ბოზე-აინშტაინის კონდენსატის (BEC) მაგვარია. ის მაშინ წარმოიქმნება, როცა ატომები იმდენად დაბალ ტემპერატურაზე ცივდება, რომ ერთი "სუპერ ატომის" მსგავსად, კვანტურად, მოქმედებს.

გრავასტარების შემთხვევაში ნავარაუდებია, რომ ვარსკვლავის სიკვდილის პროცესში, მოვლენათა ჰორიზონტის დონემდე მიღწევისას, მატერიის ახალი მდგომარეობა გარეთ მიმართულ წნევას ზრდის. შედეგად სინგულარობა ვერ მიიღწევა. ამის მიუხედავად, თეორიულად, მაინც ძალიან გამრუდებულ დრო-სივრცეს ვიღებთ, რომლის გარშემოც ზეთხელი, ზეცივი, ზებნელი და, ფაქტობრივად, ურღვევი ერთგვარი გარსია. ყველაფერი, რაც ამ მტკიცე, მაგრამ ელასტიკური საზღვრების მიღმა მიიზიდება, ნადგურდება და გარსში ასიმილირდება.

მაინც, რამდენად ხსნის გრავასტარები იმას, რასაც კოსმოსში ვაკვირდებით და შავ ხვრელს ვუწოდებთ?

ფიზიკის პროფესორი ლუი როსა ამბობს, რომ ჩრდილი, რომელსაც შავი ხვრელების სურათებზე ვხედავთ, გრავასტარებსაც შეიძლება ჰქონდეს. ის მოვლენათა ჰორიზონტის მიერ სინათლის "ჩაჭერით" არ უნდა იყოს გამოწვეული, არამედ ეს გრავიტაციულ წითელ წანაცვლებას უკავშირდება, ანუ ძლიერი გრავიტაციული ველის მქონე რეგიონში გადაადგილებისას, მისი გავლენით, სინათლის ენერგიის კარგვას.

შესაბამისად, როცა ამ ალტერნატიული ობიექტების მახლობელი რეგიონებიდან წამოსული სინათლე ტელესკოპებამდე აღწევს, მისი ენერგიის უდიდესი ნაწილი დაკარგულია, ამიტომ ჩრდილის სახით ჩანს.

ნავარაუდებია, რომ გრავასტარები ბრუნვისას სტაბილური ვერ იქნება. ასევე, მიიჩნევა, რომ შესაძლოა, მათ შიგნით რამდენიმე უფრო სქელი გარსი იყოს, რომლებსაც ნესტარები ეწოდება. რა თქმა უნდა, ამ უჩვეულო ჰიპოთეზური ობიექტების პოტენციური მახასიათებლები ჯერ კიდევ ბოლომდე გამოვლენილი არაა.

არ გამორიცხავენ, რომ შავი ხვრელებიც არსებობდეს და გრავასტარებიც. თუ ასეა, მათი ერთმანეთისგან გამიჯვნა მარტივი არ იქნება, მიუხედავად იმისა, რომ თითოეულს განსხვავებული გრავიტაციული რადიაცია უნდა ჰქონდეს. ამის შესახებ ნაშრომი გამოცემაში Physical Review D გამოქვეყნდა.