¿Un Big Bang dentro de cada graviestrella?

Las graviestrellas, también denominadas gravastares y estrellas condensadas gravitatorias, podrían ser, si existen, una alternativa a los agujeros negros. Pero, ¿cómo podrían mantenerse estables?

Las estrellas brillan por la fusión de átomos en su interior, un proceso que libera energía. Cuando una estrella muy masiva agota su combustible nuclear, la presión de la radiación ya no puede contrarrestar la gravedad. La estrella se derrumba entonces sobre sí misma, incapaz de soportar su propio peso, comprimiéndose hasta que su masa queda concentrada en un punto infinitesimal: la singularidad.

Si bien la formación de un agujero negro parece plausible, los agujeros negros en sí mismos siguen planteando grandes desafíos para la ciencia. ¿Cómo puede una masa equivalente a, por ejemplo, la de diez mil millones de estrellas como el Sol concentrarse en un punto con volumen cero? ¿Cómo puede el espacio-tiempo curvarse infinitamente en ese punto, la singularidad? Cuando se llega a estos extremos, las leyes de la física que conocemos ya no son aplicables, lo que hace imposible predecir lo que sucede en el agujero negro. Además, es imposible captar información del interior de un agujero negro ya que todo lo que hay allí dentro, incluida la luz, no puede salir. Todo lo que traspasa el horizonte de sucesos queda aislado irremediablemente del resto del universo.

Por todo ello, hay físicos que creen que los cuerpos celestes que denominamos “agujeros negros” podrían tener en realidad una naturaleza bastante distinta a la que se les atribuye y que resultaría más fácil de hacer encajar dentro de la física que conocemos. Si esto es verdad, los agujeros negros serían en realidad estrellas ultracompactas, de cuyo interior no podría escapar ninguna radiación debido a su intensa gravedad (de ahí el nombre de graviestrella). Además de la materia muy compactada pero ordinaria presente en sus capas exteriores, estarían llenas de energía oscura, que ejerce una presión hacia afuera y que estabilizaría su masa, impidiendo el colapso y la formación de una singularidad. Las graviestrellas son más fáciles de aceptar para la física que los agujeros negros porque no poseen singularidad ni horizonte de sucesos y, pese a ello, son casi tan masivas y compactas como estos. Sin embargo, hasta ahora no había ninguna explicación convincente de cómo tales graviestrellas podrían mantenerse estables una vez formadas.

Ahora, dos físicos teóricos, Daniel Jampolski y Luciano Rezzolla, de la Universidad Goethe de Fráncfort en Alemania, han presentado por primera vez una solución dinámica a las ecuaciones de campo de la Relatividad General de Albert Einstein que describe el colapso parcial de una estrella y que podría conducir a la formación de una graviestrella. Esta solución demuestra que el colapso puede desencadenar dentro de la graviestrella un Big Bang local, no muy diferente del Big Bang del que surgió nuestro universo, generándose en cierto modo un miniuniverso interno dentro de la estrella. Al igual que nuestro universo surgió de un punto infinitesimal por la fuerza explosiva del Big Bang, y sigue expandiéndose por acción de la energía oscura, en el interior de la graviestrella se daría una situación similar: la fuerza de expansión del miniuniverso contrarresta la fuerza gravitatoria y detiene el colapso de la estrella antes de que se forme un agujero negro propiamente dicho. En este proceso, se establece por tanto un equilibrio entre el miniuniverso que tiende a expandirse y la materia que tiende a colapsarse, y este equilibrio es lo que da lugar a una graviestrella estable.

Algo descriptible como un miniuniverso en expansión podría contrarrestar el colapso de la materia de una estrella, creando así una graviestrella estable en vez de un agujero negro, aunque externamente el aspecto y los efectos ejercidos por una y otro fueran básicamente iguales. (Imagen: Daniel Jampolski / Luciano Rezzolla / Goethe University Frankfurt)

El estudio se titula “Formation of gravastars”. Y se ha publicado en la revista académica Physical Review D. (Fuente: NCYT de Amazings)