Астрофизики международного научного института SISSA в Италии описали новый класс космических объектов, по силе гравитации напоминающих черные дыры, но не имеющих горизонта событий. Окончательному коллапсу этих звезд препятствуют квантовые эффекты. Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте Phys.org.
Ученые предложили математическую модель, объединяющую общую теорию относительности с эффектом поляризации вакуума. Последний заключается в том, что в пустом пространстве в силу принципа неопределенности Гейзенберга происходят квантовые флуктуации, в ходе которых рождаются и исчезают вакуумные «пузырьки» — пары частица-античастица. Эти частицы являются виртуальными, поскольку они могут существовать только очень короткий период времени и не могут быть зарегистрированы обычными приборами. Таким образом, появление частиц из «пустоты» не противоречит закону сохранения энергии.
При внешнем воздействии, например, со стороны окружающего электрон электромагнитного поля, виртуальные частицы переориентируются так, что частицы с положительным зарядом оказываются ближе к электрону, что вызывает частичное экранирование электрического заряда. Такой эффект может препятствовать сжатию нейтронной звезды до состояния черной дыры, даже если ее масса превосходит предел Оппенгеймера-Волкова.
Равновесие нейтронной звезды определяется гравитацией, а также давлением вырожденного газа, образованного плотно упакованными нейтронами. В том случае, если гравитационное притяжение превышает силу отталкивания между нейтронами, звезда коллапсирует в черную дыру. Поляризация вакуума создает возможность для возникновения промежуточной формы между нейтронными дырами и нейтронными звездами, которая называется квазиклассической релятивистской звездой.