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.
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.