במקום להפוך לחור שחור.. כוכב גוסס עשוי ליצור יקום חדש

SadaNews - ייתכן שכוכב עצום בשלביו האחרונים יוכל להימנע מגורלו המסורתי כחור שחור על ידי יצירת "יקום קטן חדש" בתוך החומר המתמוטט שלו, בהתאם לתיאוריה חדשה שעלולה לפתוח אופקים בלתי נתפסים להבנת טבע החורים השחורים וסוף הכוכבים הענקיים.

כוכבים עצומים מפיקים אור וחום דרך תגובות היתוך גרעיניות בליבתם, תהליך שמשחרר כמויות עצומות של אנרגיה ויוצר לחץ המנוגד לכוח המשיכה. אך איזון זה לא נמשך לנצח, שכן הדלק הגרעיני אזל בסוף חיי הכוכב, והלחץ החיצוני הנגרם על ידי הקרינה נחלש בהדרגה, מה שמוביל את הכבידה לנצח עליו.

כאשר זה קורה, הכוכב מתחיל להתמוטט תחת השפעת מסתו העצומה, תמוטטות שאמורה תיאורטית להימשך עד החומר יידחס לנקודה זעירה ודחוסה מאוד הידועה בשם "סינגולריות", מצב הקשור להיווצרות חורים שחורים.

עם זאת, חורים שחורים, למרות שהתקבלו בהרחבה בקהילה המדעית, עדיין מעלים שאלות מהותיות שאין לפיזיקה המודרנית תשובות סופיות עליהן, כפי שפורסם באתר Science Daily. איך ניתן לדחוס מסה השווה למיליארדי שמשות לנקודה זעירה? איך ניתן שהזמן-מרחב ייגרר לאין סוף בנקודת הסינגולריות?

כמו כן, חורים שחורים מציבים אתגר נוסף המיוצג באופק האירועים, שהוא הגבול שכל חומר או קרינה או מידע אינם יכולים לעבור אותו ולחזור ממנו, כולל האור עצמו, מה שהופך את הלמידה על מה שקורה בתוכם כמעט לבלתי אפשרית.

בגלל שאלות תלותיות אלה, כמה חוקרים פנו לחקור הנחות חלופיות המציעות שכמה גופים המוגדרים כחורים שחורים עשויים להיות למעשה סוג שונה של גופים קוסמיים הידוע בשם "כוכבים כבידתיים".

כוכבים כבידתיים דומים לחורים שחורים מבחינת המסה והצפיפות העצומות, מה שהופך את ההבחנה ביניהם לקשה מאוד מבחינה תצפיתית. עם זאת, הם נבדלים מהם בנקודה מהותית, שכן אין להם סינגולריות או אופק אירועים. במקום זאת, התיאוריה מניחה שהם כוללים בתוכם אנרגיה אפלה הנמצאת מתחת לשכבות החיצוניות שלהם המורכבות מעצם רגיל.

מניחים כי אנרגיה אפלה זו מייצרת לחץ הפונה החוצה המנוגד לכוח הכבידה ומונעת את התמוטטות הכוכב המלאה. לכן רואים כמה פיזיקאים שכוכבים כבידתיים מהווים אלטרנטיבה תיאורטית אטרקטיבית לחורים שחורים, מכיוון שהם נמנעים מהרבה מהבעיות המושגיות הקשורות אליהם.

למרות זאת, נותרה שאלה בסיסית מעל פני השטח במשך עשרות שנים: איך יכולים הכוכבים הכבידתיים להיווצר מלכתחילה?

בניסיון לענות על שאלה זו, הציגו הפיזיקאים התיאורטיים דניאל ג'אמבולסקי והפרופ' לוצ'יאנו ריזולה מה שמתואר כהפתרון הדינמי הראשון למשוואות היחסות הכללית של אלברט איינשטין שמסביר כיצד נוצר כוכב כבידתי כתוצאה מהתמוטטות כוכב עצום.

על פי המחקר, התמוטטות כוכבית עשויה להוביל להיווצרות יקום מיקרוסקופי בתוך החומר המתמוטט עצמו. החוקרים מציינים כי היקום הנוצר לא יבדל הרבה מהשלבים המוקדמים של היקום הידוע, שכן הוא ייווצר בתהליך דומה לביג בנג, בעוד שהאנרגיה האפלה נושאת על תהליך התפשטותו.

עם התפשטות היקום הפנימי הזה, נובעת כוח לחץ הפונה החוצה המנוגד לכוח הכבידה המושך את החומר פנימה. לחץ זה המנוגד יכול לעצור את תהליך ההתמוטטות לפני הגעה לשלב של היווצרות חור שחור.

כתוצאה מכך מתקבל איזון יציב בין החומר הסטלי המתמוטט ליקום הפנימי המתרחב, איזון שמוביל, על פי המודל החדש, להיווצרות הכוכב הכבידתי.

שאלה שדנו בה מדענים במשך 25 שנה

החוקרים מדגישים כי פתרון זה מציע את ההסבר הראשון המלא לשאלה שדנו בה מדענים במשך כ-25 שנה על איך יכולים הכוכבים הכבידתיים להיווצר מהתמוטטות של חומר רגיל.

דניאל ג'אמבולסקי, שפיתח את המודל הזה במהלך הכנת תזה למוסמך בהנחיית לוצ'יאנו ריזולה, אמר: "הביג בנג של היקום הנוצר יכול להתרחש ברגע שהכוכב מתמוטט כמעט לרמה של הפיכה לחור שחור".

הוא הוסיף שגילוי החומר בצפיפויות האלה עדיין לא מובן לחלוטין, מה שפותח את הדלת לגילוי תופעות פיזיקליות חדשות. הוא הסביר ואמר: "קל יותר לתאר שהביג בנג קורה רק בשלב מאוחר מאוד, כאשר החומר כבר דחוס לרמה מקסימלית, מה שעשוי להוביל להופעת השפעות פיזיקליות חדשות".

מצדו, הדגיש ריזולה, פרופסור לפיזיקה אסטרונומית תיאורטית באוניברסיטת גתה, כי חקר האלטרנטיבות התיאורטיות אינו משמעו לקבוע ספק לגבי קיום החורים השחורים, והדגיש שהם עדיין מהווים את ההסבר הפשוט והטבעי ביותר לגורל התמוטטות הכבידתית של כוכבים עצומים.

הוא הוסיף כי הכרחי לשמור על גישה מדעית פתוחה בנוגע לנושאים שטרם נפתרו, על ידי חקר הסברים מסורתיים והנחות לא שגרתיות כאחד, וציין כי ההיסטוריה של המדע מעידה שוב ושוב על כך שכמה רעיונות שהיו נראים מוזרים בתחילה הפכו לאחר מכן לתיאוריות מקובלות בהיקף רחב.