Шероховатое пространство делает нейтронные звёзды тяжелее ✛ ✎

Оригинал: "Massive Compact Stars Beyond the General Relativity Limit in Finslerian Gravity: A Possible Explanation for the GW190814 Secondary"
arXiv:2607.17609v1 · 2026-07-20 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Невидимая направленная шероховатость пространства приподнимает предел массы нейтронных звёзд до 2.67 солнечных.

В августе 2019 года детекторы LIGO и Virgo зарегистрировали рябь пространства от слияния двух объектов в двойной системе. Один весил 23 солнечных массы — типичная чёрная дыра. А второй — 2.6 солнечных. Слишком тяжёл для нейтронной звезды (сверхплотного остатка взорвавшейся звезды), но слишком лёгок для чёрной дыры. Загадка.

Разгадка прячется в самой ткани пространства. Можно сравнить его не с идеально гладким листом, а с шероховатой поверхностью — вроде зернистости фотоплёнки. У этой шероховатости есть направление: двигаться вдоль легче, чем поперёк. В такой «зернистой» геометрии, называемой модифицированной гравитацией, нейтронная звезда получает дополнительную опору. Словно идти по песку: песчинки создают сцепление, позволяя нести более тяжёлый груз, не проваливаясь.

Эту зернистую геометрию применяют не только в космосе: инженеры рассчитывают так траектории лучей в сложных линзах, а биологи — маршруты муравьёв, оставляющих пахучие тропы.

История нейтронных звёзд началась с предсказаний Фрица Цвикки и Субраманьяна Чандрасекара, а их существование подтвердила Джоселин Белл Бернелл, открыв первый пульсар — быстро вращающуюся нейтронную звезду. Согласно теории звёздной эволюции, они рождаются в огне сверхновых — взрывов умирающих массивных звёзд. Обычно, если масса остатка превышает предел, он коллапсирует в чёрную дыру. Но зернистость пространства меняет правила.

Учёные взяли данные о четырёх известных пульсарах и вычислили: в гладком пространстве максимальная масса нейтронной звезды была бы 2.01 солнечной. А с учётом шероховатости предел подскочил до 2.67 солнечных. При этом звезда стала ещё плотнее — её радиус уменьшился с 11 до 9.5 километров. Так невидимая зернистость, не заметная в быту, решает судьбу самой плотной материи во Вселенной. Объект-загадка из GW190814 обретает законное место, а будущие наблюдения помогут проверить, действительно ли пространство шероховатое.

Финслерова геометрия, на которой основана зернистая гравитация, помогает инженерам создавать линзы без искажений и даже объясняет, как муравьи находят кратчайший путь.

F(x,y) = \alpha(x,y) + \beta(x,y)
Геометрическая основа финслеровской гравитации
I \approx \frac{2}{5}(1+Y)MR^2
Связь момента инерции с массой и радиусом
Учёные
Subrahmanyan ChandrasekharJocelyn Bell BurnellWolfgang PauliJohn Archibald WheelerRobert H. DickeRussell Hulse
Понятия
gw190814 компактность предел массы нейтронной звезды обнаружение двойных звёзд отношение масс модифицированная гравитация против тёмной материи gw170817 общая оболочка предел Чандрасекара компактный объект юпитер инспирал LIGO, Virgo, KAGRA детектирование гравитационных волн гравитация f(R) фриц цвикки GWTC гравитационный коллапс центральная чёрная дыра Млечного Пути общая теория относительности