Raras estrellas cuánticas que podrían “disfrazarse” de agujeros negros

La muerte de una estrella gigante no se traduce en un desvanecimiento delicado del astro, sino todo lo contrario, el fin de una estrella implica un colapso que da origen a una bola súper caliente de neutrones, un conglomerado que se conoce con el nombre de estrella de neutrones. Sin embargo, en casos extremos donde la estrella posee masa en demasía, se cree que terminan transformándose en un agujero negro – un punto de densidad infinita con un campo de gravedad tan poderoso al que incluso la luz, la cosa más veloz en el universo, no puede escapar.

Estrellas negras

 

Estrellas negras y gravastars.

Esa es la teoría que ha venido manejándose desde hace varios años, pero recientemente se retomó un antiguo abordaje alternativo: que las estrellas negras y gravastars pueden existir independientemente de los agujeros negros o las estrellas de neutrones. De llegar a comprobarse esta propuesta, hablaríamos de que estos cuerpos estelares tendrían la apariencia de un agujero negro, pero serían incapaces de engullir de forma irremediable la luz.

Este abordaje alternativo sobre el destino de las estrellas gigantes resulta relevante, pues los agujeros negros se enfrentan a ciertos problemas teóricos. Como ejemplo tenemos al horizonte de eventos, una barrera invisible que ocultaría sus singularidades, y también funciona como frontera teórica en torno a un agujero negro a partir de la cual la fuerza de gravedad se vuelve tan potente que nada puede escapar.

Agujero negro

Sin embargo, esta idea se conflictúa con una ley de la física que apunta la imposibilidad de destruir la información, incluso aquella información codificada en cualquier cosa que caiga en las garras de un agujero negro.

La aparición del modelo de las estrellas negras y gravastars hace dos décadas atendió precisamente a estas inconsistencias. En este modelo, ambos objetos espaciales carecerían de un horizonte de eventos. Aunque el gran misterio reside en como se forman y logran mantenerse estables.

 

Polarización del vacío y gravedad repulsiva.

El físico italiano Raul Carballo-Rubio llevó a cabo una nueva investigación donde propone un nuevo mecanismo que ayudaría a explicar la existencia de las estrellas negras y gravastars.

Carballo-Rubio se enfocó en un peculiar fenómeno conocido como polarización del vacío. De acuerdo con la física cuántica, la realidad no posee contornos definidos – se desconoce la posición exacta y el moméntum de una partícula. Como consecuencia de esta incertidumbre, el vacío nunca está completamente vacío, sino que posee partículas virtuales que un momento existen, y al otro no existen.

En condiciones de enorme energía (como las que se generan cuando se produce el colapso en una estrella gigante), dichas partículas virtuales pueden polarizarse, separándose según sus propiedades, semejante a como sucede con los polos de los imanes. Carballo-Rubio determinó que estas partículas polarizadas generarían un efecto sorprendente al interior del poderoso campo gravitacional en las estrellas gigantes que agonizan. Así, en lugar de atraer la materia, la repelen.

Potencial de gravedad

De acuerdo con la teoría de relatividad de Einstein, tanto materia como energía son capaces de deformar el tejido del espacio-tiempo, generando campos gravitacionales. Generalmente, planetas y estrellas poseen una cantidad de energía positiva, por lo que sus campos gravitacionales naturalmente tienden a atraer la materia.

Sin embargo, al polarizarse estas partículas virtuales, el vacío que ocupan puede poseer energía negativa, y “esto termina curvando el espacio-tiempo de forma que el campo gravitacional asociado es de naturaleza repulsiva”, apunta el investigador. Estas condiciones podrían prevenir que se forme un agujero negro.

 

Estrellas que parecen agujeros negros.

Un par de modelos previos ya sugería que una gravedad de naturaleza repulsiva impediría a los restos de las estrellas colapsar para dar origen a los agujeros negros. Uno de estos modelos propuso que los restos estelares darían origen a las gravastars, objetos contenedores de un vacío cuántico y envueltos en una capa de materia.

El otro modelo apunta que el resultado de este colapso sería la estrella negra, donde se presenta un equilibrio entre el vacío cuántico y la materia. En ambos objetos podemos encontrar un poderoso campo gravitacional capaz de deformar la luz, por lo que desde nuestra perspectiva parecen oscuros como un agujero negro.

Horizonte de eventos

La investigación de Carballo-Rubio hace énfasis en ciertos desafíos sobre las supuestas propiedades de las estrellas negras y gravastars. El investigador tuvo la precaución de elaborar modelos matemáticos donde incluyó los efectos de la gravedad repulsiva en ecuaciones que describen la expansión y contracción de las estrellas.

El modelo de Carballo-Rubio.

El modelo sería el equivalente a un híbrido entre la estrella negra y gravastar – un escenario donde el vacío cuántico y la materia se encuentran diseminados por la estructura, pero donde existe una mayor concentración de materia en las capas externas del objeto y una menor al centro del mismo. Carballo-Rubio publicó su investigación en la revista Physical Review Letters.

Como suele suceder en estos casos, la comunidad científica recibió la propuesta de forma dividida. Mientras algunos aplauden la posibilidad de que exista una solución a las ecuaciones de Einstein que no implique la existencia de agujeros negros, otros dicen que la evidencia presentada no es lo suficientemente contundente como para defender la existencia de estrellas negras y gravastars.

Y es que aunque se trate de fenómenos matemáticamente posibles, como lo demostró Carballo-Rubio en su modelo, esto no significa que existan en la naturaleza.

2 Reacciones

    • Al fin del cuento, prácticamente todo es teoría.
      Creo que el primer agujero negro apenas se vio hace como 30 años, mientras que su existencia se preveía desde hace casi 100
      Así es mucho de esta disciplina

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