ДАТА ПУБЛИКАЦИИ
19.11.2025
АВТОР: МОСКВИН С.Л.
ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ
Черные дыры как среда из гипотетических самореплицирующихся темных частиц
УДК: 524.882

Чёрные дыры как среда из самореплицирующихся тёмных частиц: модель без сингулярности

Москвин С.Л.
Директор автономной некоммерческой организации дополнительного образования «Инноватор», Москва, Россия

Аннотация. В работе предложена гипотеза, согласно которой внутренность чёрной дыры представляет собой не сингулярность (точку бесконечной плотности), а плотную среду гипотетических самореплицирующихся тёмных частиц, обладающих массой и квантово-механическими механизмами взаимодействия. Гипотеза помещена в контекст established-направления регулярных (несингулярных) чёрных дыр и альтернативных моделей их внутренней структуры (регулярная метрика Бардина, гравитационные вакуумные конденсатные звёзды — «гравастары», «планковские звёзды»). Оригинальность подхода — в отождествлении внутренней среды с самореплицирующейся субстанцией, что связывает рост массы сверхмассивных чёрных дыр с космологическим расширением: внутренняя саморепликация частиц и есть механизм роста. Эта идея сопоставляется с недавней и активно обсуждаемой гипотезой о космологически связанных чёрных дырах, масса которых растёт вместе с масштабным фактором Вселенной. Подчёркнуто, что модель обязана воспроизводить внешние наблюдаемые проявления чёрных дыр — тень (Event Horizon Telescope) и гравитационно-волновой сигнал слияний (LIGO/Virgo). Сформулированы проверяемый критерий и условие фальсификации.
Ключевые слова: чёрные дыры, сингулярность, регулярные чёрные дыры, тёмные частицы, саморепликация, сверхмассивные чёрные дыры, космологическое расширение, гравастар.

Black Holes as a Medium of Self-Replicating Dark Particles: A Singularity-Free Model

Moskvin S.L.
Director of the Autonomous Non-Profit Organization of Additional Education “Innovator”, Moscow, Russia

Abstract. This paper proposes a hypothesis according to which the interior of a black hole is not a singularity (a point of infinite density) but a dense medium of hypothetical self-replicating dark particles possessing mass and quantum-mechanical interaction mechanisms. The hypothesis is placed within the established line of regular (non-singular) black holes and alternative models of their internal structure (Bardeen’s regular metric, gravitational vacuum condensate stars — “gravastars,” “Planck stars”). The originality lies in identifying the interior medium with a self-replicating substance, which links the growth of supermassive black-hole mass to cosmic expansion: internal self-replication of particles is the growth mechanism. This idea is compared with the recent and actively debated hypothesis of cosmologically coupled black holes , whose mass grows together with the scale factor of the Universe. It is emphasized that the model must reproduce the external observable manifestations of black holes — the shadow (Event Horizon Telescope) and the gravitational-wave signal of mergers (LIGO/Virgo). A testable criterion and a falsification condition are formulated.
Keywords: black holes, singularity, regular black holes, dark particles, self-replication, supermassive black holes, cosmic expansion, gravastar.

Введение
Чёрные дыры — одни из наиболее убедительно подтверждённых объектов современной астрофизики: зарегистрированы гравитационные волны от их слияний [Abbott et al., 2016], получено изображение тени сверхмассивной чёрной дыры в центре галактики M87 [Event Horizon Telescope Collaboration, 2019]. Однако вопрос об их внутренней структуре остаётся открытым. Классическая общая теория относительности предсказывает в центре чёрной дыры сингулярность — точку бесконечной плотности и кривизны [Penrose, 1965], — где сама теория теряет применимость. Существование сингулярности не имеет и не может иметь прямого наблюдательного подтверждения и рассматривается большинством исследователей как признак неполноты теории, а не как физическая реальность.
Поэтому в физике активно развивается направление регулярных (несингулярных) чёрных дыр и альтернативных моделей их внутренней структуры. Ещё Дж. Бардин предложил регулярную метрику без сингулярности [Bardeen, 1968]. П. Мазур и Э. Моттола выдвинули модель «гравастара» — гравитационной вакуумной конденсатной звезды, в которой сингулярность и горизонт заменены оболочкой из квантового конденсата [Mazur, Mottola, 2004]. К. Ровелли и Ф. Видотто предложили «планковские звёзды», где коллапс останавливается квантово-гравитационным давлением [Rovelli, Vidotto, 2014]. Общий мотив этих подходов: вместо сингулярной точки — некоторая экзотическая, но конечная среда.
Настоящая работа предлагает конкретного кандидата на роль такой среды. Центральный тезис: внутренность чёрной дыры есть плотная среда самореплицирующихся тёмных частиц. Вместо бесконечной плотности — конечная, но чрезвычайно плотная субстанция, состоящая из тех же гипотетических тёмных частиц, что в ранее предложенной автором космологической модели заполняют межгалактическое пространство и обеспечивают расширение Вселенной [Москвин, 2026a]. Такое отождествление устраняет сингулярность и одновременно связывает физику чёрных дыр с космологией.
1. Рост чёрных дыр как внутренняя саморепликация
Ключевое следствие гипотезы касается роста сверхмассивных чёрных дыр (СМЧД). Если их внутренность — самореплицирующаяся среда, то рост массы СМЧД обеспечивается не только аккрецией внешнего вещества, но и внутренним самовоспроизводством частиц. Поскольку тот же процесс саморепликации в межгалактическом пространстве управляет расширением Вселенной [Москвин, 2026a], возникает естественная связь: масса СМЧД должна расти согласованно с космологическим расширением, а не независимо от него.
Эта идея сопоставима с недавней, активно обсуждаемой гипотезой о космологически связанных чёрных дырах, согласно которой масса чёрных дыр увеличивается пропорционально росту масштабного фактора Вселенной, что делает их возможным источником тёмной энергии [Farrah et al., 2023]. Предлагаемая модель даёт этой связи микрофизическое основание: рост массы — следствие внутренней саморепликации, а общий параметр — частота репликации r, связанная с постоянной Хаббла соотношением H₀ = r/3 [Москвин, 2026a]. Следует честно отметить, что гипотеза космологической связи чёрных дыр остаётся предметом активной научной дискуссии и не является общепринятой; именно это делает её ценным пробным камнем — она эмпирически проверяема.
2. Гравитация чёрной дыры в рамках модели
Сильная гравитация чёрной дыры в предлагаемой картине объясняется тем же механизмом, что и гравитация вообще: интенсивным потреблением самореплицирующимися частицами субстанции квантового поля (см. модель гравитации как эмерджентной силы потребления субстрата). В чрезвычайно плотной внутренней среде чёрной дыры число потребляющих частиц и интенсивность потребления максимальны, что и даёт наблюдаемую экстремальную силу притяжения — без обращения к сингулярности. Таким образом, чёрная дыра предстаёт как область наиболее интенсивной саморепликации и потребления субстрата.
3. Физическая мыслимость плотной самореплицирующейся среды
Гипотеза предполагает, что тёмные частицы образуют когерентную, самоорганизующуюся среду со сложными квантовыми механизмами. Мыслимость такого коллективного квантового поведения поддерживается экспериментами при сверхнизких температурах, где вещество переходит в макроскопические квантовые состояния: сверхтекучесть и сверхпроводимость [Leggett, 2006], бозе-эйнштейновские конденсаты [Pitaevskii, Stringari, 2016], квантовая турбулентность с образованием упорядоченных вихревых нитей [Vinen, 2006], конденсация экситонных поляритонов [Kasprzak et al., 2006]. В этих состояниях огромные ансамбли частиц ведут себя как единое когерентное целое и спонтанно формируют устойчивые структуры (квантованные вихри). Это служит косвенным аргументом в пользу возможности когерентных, самоорганизующихся состояний тёмной материи в экстремальных условиях чёрных дыр. Разумеется, лабораторные аналоги не доказывают существования такой среды в чёрных дырах, но показывают,что коллективное квантовое самоупорядочение — известное физическое явление, а не произвольное допущение.
4. Соответствие наблюдениям, проверяемый критерий и фальсификация
Любая альтернативная модель внутренней структуры чёрной дыры обязана воспроизводить её внешние наблюдаемые проявления. Вне горизонта предлагаемая модель должна давать ту же метрику, что и решение Шварцшильда/Керра, чтобы согласоваться с изображением тени [Event Horizon Telescope Collaboration, 2019] и с формой гравитационно-волнового сигнала слияний, включая «звон» (ringdown) [Abbott et al., 2016]. Это — необходимое условие состоятельности модели, а не её предсказание.

Проверяемый критерий. Отличительное следствие гипотезы — космологическая связь: масса чёрных дыр должна расти согласованно с расширением Вселенной (с параметром r, H₀ = r/3), в отличие от стандартного представления, где рост определяется только аккрецией и слияниями. Это прямо проверяется статистикой масс чёрных дыр на разных красных смещениях [Farrah et al., 2023].

Условие фальсификации. Гипотеза будет опровергнута, если надёжно установлено, что масса чёрных дыр не связана с космологическим расширением (нет космологического сопряжения), а целиком объясняется аккрецией и слияниями; а также если наблюдения внутренней/приповерхностной структуры (например, особенности ringdown, «эхо» гравитационных волн) окажутся несовместимы с наличием плотной среды вместо горизонта и сингулярности.

Заключение
В работе предложена гипотеза, согласно которой чёрная дыра — не сингулярность, а плотная среда самореплицирующихся тёмных частиц. Модель встроена в established-направление регулярных чёрных дыр и альтернатив сингулярности [Bardeen, 1968; Mazur, Mottola, 2004; Rovelli, Vidotto, 2014], а её оригинальность — в отождествлении внутренней среды с самореплицирующейся субстанцией, что связывает рост сверхмассивных чёрных дыр с космологическим расширением и перекликается с активно обсуждаемой гипотезой космологически связанных чёрных дыр [Farrah et al., 2023]. Сильная гравитация объясняется интенсивным потреблением субстрата, а не бесконечной плотностью; сингулярность и «сверхъестественные» допущения не требуются.
Границы модели обозначены честно: она предлагает физическую картину внутренней среды, но пока не даёт строгой метрики, воспроизводящей все наблюдения ЧД; воспроизведение тени EHT и сигнала LIGO/Virgo — обязательное условие, подлежащее дальнейшей проработке. Сформулированный проверяемый критерий (космологическое сопряжение массы) и условие фальсификации делают гипотезу эмпирически различимой и связывают физику чёрных дыр с космологией саморепликации.

Выводы
  1. Внутренность чёрной дыры предлагается как плотная среда самореплицирующихся тёмных частиц, а не как сингулярность.
  2. Модель принадлежит к established-классу регулярных (несингулярных) чёрных дыр и устраняет бесконечную плотность.
  3. Рост массы сверхмассивных чёрных дыр объясняется внутренней саморепликацией и связывается с космологическим расширением (H₀ = r/3), что перекликается с гипотезой космологически связанных чёрных дыр.
  4. Модель обязана воспроизводить наблюдения EHT и LIGO/Virgo; сформулированы проверяемый критерий (космологическое сопряжение массы) и условие фальсификации.

Цитируемая литература
Москвин, 2026a – Москвин С.Л. Теория саморепликации — новая модель космоса и альтернатива Большому взрыву. Zenodo, 2026. DOI: 10.5281/zenodo.21759022
Abbott et al., 2016 – Abbott B.P. et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration). Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger // Physical Review Letters. 2016. Vol. 116, no. 6. Art. 061102. DOI: 10.1103/PhysRevLett.116.061102
Bardeen, 1968 – Bardeen J.M. Non-singular general-relativistic gravitational collapse // Proceedings of the International Conference GR5. Tbilisi, USSR, 1968. P. 174.
Event Horizon Telescope Collaboration, 2019 – Event Horizon Telescope Collaboration. First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole // The Astrophysical Journal Letters. 2019. Vol. 875, no. 1. Art. L1. DOI: 10.3847/2041-8213/ab0ec7
Farrah et al., 2023 – Farrah D., Croker K.S., Zevin M. et al. Observational Evidence for Cosmologically Coupled Black Holes // The Astrophysical Journal Letters. 2023. Vol. 944, no. 2. Art. L31. DOI: 10.3847/2041-8213/acb704
Kasprzak et al., 2006 – Kasprzak J., Richard M., Kundermann S. et al. Bose–Einstein condensation of exciton polaritons // Nature. 2006. Vol. 443. P. 409–414. DOI: 10.1038/nature05131
Leggett, 2006 – Leggett A.J. Quantum Liquids: Bose Condensation and Cooper Pairing in Condensed-Matter Systems. Oxford: Oxford University Press, 2006.
Mazur, Mottola, 2004 – Mazur P.O., Mottola E. Gravitational vacuum condensate stars // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2004. Vol. 101, no. 26. P. 9545–9550. DOI: 10.1073/pnas.0402717101
Penrose, 1965 – Penrose R. Gravitational Collapse and Space-Time Singularities // Physical Review Letters. 1965. Vol. 14, no. 3. P. 57–59. DOI: 10.1103/PhysRevLett.14.57
Pitaevskii, Stringari, 2016 – Pitaevskii L., Stringari S. Bose–Einstein Condensation and Superfluidity. Oxford: Oxford University Press, 2016.
Rovelli, Vidotto, 2014 – Rovelli C., Vidotto F. Planck stars // International Journal of Modern Physics D. 2014. Vol. 23, no. 12. Art. 1442026. DOI: 10.1142/S0218271814420267
Vinen, 2006 – Vinen W.F. Quantum turbulence: achievements and challenges // Journal of Low Temperature Physics. 2006. Vol. 145. P. 7–24. DOI: 10.1007/s10909-006-9240-6

References
Abbott B.P. et al. (2016) Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger. Physical Review Letters, 116(6), art. 061102.
Bardeen J.M. (1968) Non-singular general-relativistic gravitational collapse. Proc. Int. Conf. GR5, Tbilisi, p. 174.
Event Horizon Telescope Collaboration (2019) First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The Astrophysical Journal Letters, 875(1), art. L1.
Farrah D., Croker K.S., Zevin M. et al. (2023) Observational Evidence for Cosmologically Coupled Black Holes. The Astrophysical Journal Letters, 944(2), art. L31.
Kasprzak J., Richard M., Kundermann S. et al. (2006) Bose–Einstein condensation of exciton polaritons. Nature, 443, pp. 409–414.
Leggett A.J. (2006) Quantum Liquids. Oxford, Oxford University Press.
Mazur P.O., Mottola E. (2004) Gravitational vacuum condensate stars. PNAS, 101(26), pp. 9545–9550.
Moskvin S.L. (2026) The Theory of Self-Replication is a New Model of the Cosmos and an Alternative to the Big Bang. Zenodo. DOI: 10.5281/zenodo.21759022.
Penrose R. (1965) Gravitational Collapse and Space-Time Singularities. Physical Review Letters, 14(3), pp. 57–59.
Pitaevskii L., Stringari S. (2016) Bose–Einstein Condensation and Superfluidity. Oxford, Oxford University Press.
Rovelli C., Vidotto F. (2014) Planck stars. International Journal of Modern Physics D, 23(12), art. 1442026.Vinen W.F. (2006) Quantum turbulence: achievements and challenges. Journal of Low Temperature Physics, 145, pp. 7–24.