Una estrella puede colapsar hasta quedar a un paso de convertirse en agujero negro. Dos físicos encontraron otra salida en las ecuaciones de Einstein: un “mini universo” podría nacer dentro y detenerlo todo

En teoría los agujeros negros surgen a partir de los principios de la relatividad general de Albert Einstein (la gravedad como distorsiones del espacio-tiempo), pero el mismo Einstein dudaba de los agujeros negros diciendo que su singularidad “incorpora tanta arbitrariedad a la teoría que en realidad anula sus leyes”.

Gracias al Telescopio Event Horion sabemos que los agujeros negros sí existen, pero un trabajo que se publicó recientemente en Physical Review D sugiere que las dudas de Einstein tendrían su por qué. En el trabajo, unos físicos teóricos consideran seriamente la posibilidad de las estrellas de vacío gravitacional (las gravastars) que son estrellas super compactas con una delgada capa exterior de materia común y el interior de energía oscura. Como resultado, por fuera la estrella gravitacional se parece a un agujero negro, pero no conforma una singularidad o un horizonte de sucesos. Eso significa también que no se rompen las reglas de la relatividad general.

“Un aspecto de las gravastars que hasta ahora no se ha tratado mayormente por las dificultades que presenta es su génesis a partir de una distribución genérica esférica de la materia”, dicen en el trabajo los coautores Daniel Japmolski y Luciano Rezolla de la Universidad Goethe de Alemania. “Presentamos por primera vez un modelo de creación de una gravastar estática después del colapso gravitacional de una nube esférica de materia”.

Lo que se dice de los agujeros negros

En astrofísica la sin gularidad hace referencia a un punto único que queda después de que una estrella muere colapsando bajo su propia masa. El ´roblema de Einstein con los agujeros negros emergió de la singularidad ya que el legendari científico tenía una visión muy matemática del espacio-tiempo. La idea de que una estrella tuviera como potencial miles de millones de masas solares concentradas en un pequeño punto curvando infinitamente el espacio tiempo le parecía «un infortunio inimaginable para la teoría”.

©Ferdinand Schmutzer / Historiches Museum Bern.

Allí surge la teoría de las estrellas gravitacionales como concepto alternativo a los agujeros negros. Fue en 2001, como algo que brindaba “un nuevo punto final al colapso gravitacional completo”. Las estrellas gravitacionalesl lserían casi tan masivas y compactas com los agujeros negros pero sin singularidad u horizonte de sucesos. La clave de esta estabilización estaría en la presión externa ejercida por la energía oscura, fuerza hipotética que se supone impulsa la expansión del universo.

Cómo funcionarían

Aunque suene ideal, los físicos tienen que buscar la explicación de cómo podrían formarse en realidad las estrellas gravitacionales. Este trabajo reciente afirma tener una solución que se pone en línea con las reglas de la relatividad general y los principios aceptados d ela astrofísica que describen el entorno cercano a los agujeros negros.

Una de las implicancias fascinantes de la solución es que el colapso de las estrellas gravitacionales daría lugar a una explosión “no muy diferente al Big Bang del que emergió nuestro universo”, según el comunicado de prensa sobre el estudio. Cuando la energía oscura impulsa la expansión de este nuevo “mini universo”, actúa en contrario a la fuerza de gravedad y detiene el colapso de la estrella antes de que empiece a formarse un agujero negro.

Es una opción

Dicho esto, el equipo señala en el trabajo que estos procesos requerirían de condiciones ideales y sintonizadas que se desarrollen tal como lo predicen los investigadores. Hasta tanto se observe algo muy similar en el universo, el modelo seguirá siendo tan solo una teoría. Además hay que señalar que las estrellas gravitacionales no necesariamente reemplazarían a los agujeros negros, que Rezzolla dice que siguen siendo “la solución más simple y natural del destino de un colapso gravitacional”. Más bien, lo que presentan es una situación adicional de lo que podría sucederle a una estrella que muere, además de convertirse en una estrella de neutrones o un agujero negro.

Todavía hay muchas cosas que no entendemos sobre las condiciones extremas relacionadas con el colapso gravitacional, por lo que Rezolla añade que lo más sabio es “mantener una visión sin sesgos hacia lo que no conocemos, explorando entonces lo que se conoce y acepta pero también las interpretaciones más exóticas. La historia nos enseña que no es inusual que esto último llegue a convertirse en conocimiento”.