Величайший обман зрения во Вселенной? Звёзды с аномальной вязкостью могут имитировать чёрные дыры

Звёзды-самозванцы: как вязкая патока маскируется под чёрные дыры

С 2015 года детекторы LIGO и Virgo ловят гравитационные волны. Мы привыкли «слышать» слияния чёрных дыр и нейтронных звёзд. Каждый сигнал — уникальная мелодия. По ней астрофизики определяют массу, спин, расстояние. Казалось, мы научились безошибочно опознавать чёрные дыры. Но недавнее исследование из Института Нильса Бора ставит это под сомнение. Что, если часть сигналов — от других объектов? Они просто мастерски имитируют чёрные дыры.

Личное наблюдение автора. Недавно я заметил, как часто даже серьёзные учёные верят в надёжность своих моделей. А потом приходит новая идея — и всё летит в тартарары. Это нормально. Так наука и движется.

Зеркало для гравитационных волн? Серьёзно?

Ключевая идея звучит как фантастика. Можно ли создать зеркало для гравитационных волн? Ведь это не свет. Это колебания самой ткани пространства-времени. Почти вся материя для них прозрачна. Даже если рядом взорвётся мощнейший источник, мы ничего не почувствуем — волны пройдут сквозь нас.

Физики долго не могли смоделировать такое зеркало. Уравнения нарушали фундаментальные законы. Но прорыв пришёл с неожиданной стороны. Исследователи во главе с Хайме Редондо-Юсте поняли: зеркало не обязано быть плоским. Оно может быть сферическим. А идеальный сферический объект в космосе — звезда. Но не любая, а очень странная.

Как это работает. Гравитационная волна деформирует обычную звезду — заставляет её дрожать. Но если вязкость невероятно высока, звезда становится «жёсткой». Она не поглощает энергию, а отражает её. Как шар из патоки в космических масштабах. Чтобы маскарад удался, нужна ещё компактность — плотность на грани коллапса. Звезда должна балансировать на пороге превращения в чёрную дыру.

Чёрная дыра или звезда-обманка?

Сами чёрные дыры — объекты с предельной вязкостью. Поэтому сверхвязкая звезда по свойствам поразительно на них похожа. Сигнал от её слияния почти неотличим от сигнала настоящей чёрной дыры. Учёные провели расчёты и построили сравнительную таблицу.

Разница скрыта в приливном воздействии. Когда два объекта сближаются, их гравитация деформирует друг друга. Чёрные дыры — точки сингулярности, их трудно растянуть. А материальные звёзды — податливы. Перед столкновением они испытывают сильное приливное влияние. Этот процесс оставляет едва заметный отпечаток на форме волны. Будущие детекторы, возможно, его зафиксируют.

«Дьявол — в деталях приливных искажений. Именно там прячется ключ к разоблачению самозванца».

Научный скепсис и зачем это нужно

Никаких наблюдательных данных, которые заставили бы усомниться в реальности чёрных дыр, пока нет. Авторы сами признают: шансы обнаружить такую звезду невысоки. Тогда зачем это исследование? Ответ прост: это стресс-тест для теорий. Мы проверяем границы нашего понимания. Заранее учимся замечать аномалии.

Моё мнение. Такие гипотезы бесценны. Они не позволяют нам успокаиваться. Представьте: через 10 лет более чувствительные LIGO и Virgo увидят странный сигнал. Если заранее не разработать модели, мы можем пропустить открытие. Или, наоборот, принять шум за чёрную дыру. Именно поэтому физики продолжают «безумные» расчёты — чтобы быть готовыми.

Пошаговый совет для пытливого читателя:

• Следя за новостями гравитационно-волновой астрономии, обращай внимание на публикации о «кольцевых сигналах» (ringdown).
• Ищи в них обсуждение приливных эффектов — именно там ищут отличия.
• Сравни данные с моделями как чёрных дыр, так и экзотических объектов — сейчас это делают открыто (arXiv:2411.16861).

Спешить переписывать учебники не стоит. Но держать ухо востро — обязательно. Кто знает, может быть, следующая «мелодия» из космоса окажется не чёрной дырой, а её талантливым двойником.