Два дома с одинаковыми фасадами. Окна, двери, цвет стен — всё совпадает. Но внутри один пуст, а в другом кипит жизнь. Как узнать, не заходя внутрь? В космосе похожая задача: чёрная дыра и гравастар выглядят одинаково снаружи, но устроены по-разному. Чёрная дыра — это пустота внутри, а гравастар — тонкая оболочка с плотной сердцевиной.
Авторы работы рассчитали, как на частицу действует её собственное поле — так называемая самосила. Это похоже на эхо: частица «кричит», а пространство отвечает. Для скалярного заряда (упрощённая модель) вблизи чёрной дыры самосила исчезает, а у гравастара — толкает частицу. На больших расстояниях сила убывает как обратная пятая степень расстояния, но с добавкой, зависящей от радиуса гравастара. Электрический заряд тоже чувствует разницу: к обычному притяжению добавляется поправка, выдающая внутреннее строение.
Внутри гравастара картина ещё интереснее. Частица стремится к центру, но сила исчезает в самой середине. Возникают гармонические колебания — как шарик в ямке. Это прямое следствие «мягкой» внутренней геометрии, где нет сингулярности. Получается, что самосила — это щуп, который проникает туда, куда не достать телескопом.
Гравастар был придуман в 2001 году как альтернатива чёрным дырам: он не требует сингулярности и может быть стабильным.
В романе «Солярис» Станислава Лема океан планеты тоже реагирует на присутствие человека, как самосила — на частицу.