Los agujeros negros son algunos de los objetos más enigmáticos del universo, capaces de deformar el tejido espacial que los rodea con tanta violencia que ni siquiera luz puede escapar de su control gravitacional. Pero resulta que mucho de lo que los científicos saben sobre estos misteriosos objetos podría estar equivocado.
Según una nueva investigación, publicada en abril en la revista Revisión física D, agujeros negros En realidad, podrían ser entidades celestes completamente diferentes conocidas como gravastars.
“Las Gravastars son objetos astronómicos hipotéticos que fueron introducidos [in 2001] como alternativas a los agujeros negros”, coautor del estudio João Luis Rosa, dijo a WordsSideKick.com en un correo electrónico. “Se pueden interpretar como estrellas hechas de energía del vacío o energía oscura: el mismo tipo de energía que impulsa la expansión acelerada del universo.”
Resolviendo las paradojas de los agujeros negros con gravastars
Karl Schwarzschild, físico y astrónomo alemán, predijo por primera vez los agujeros negros en 1915, basándose en cálculos utilizando el método de Albert Einstein. teoría general de la relatividad.
A lo largo de los años, las observaciones astronómicas aparentemente han confirmado la existencia de objetos parecidos a los agujeros negros. Sin embargo, la descripción que hace Schwarzschild de estos cuerpos espaciales tiene algunas deficiencias.
En particular, se predice que el centro de un agujero negro será un punto de densidad infinitamente alta, llamado singularidad, donde se concentra toda la masa del agujero negro, pero es fundamental. física nos enseña que los infinitos no existen, y su aparición en cualquier teoría indica su inexactitud o carácter incompleto.
“Estos problemas indican que algo anda mal o está incompleto en el modelo del agujero negro, y que es necesario desarrollar modelos alternativos”, dijo Rosa. “El gravastar es uno de los muchos modelos alternativos propuestos. La principal ventaja de los gravastars es que no tienen singularidades”.
Al igual que los agujeros negros ordinarios, las gravastars deberían surgir en la etapa final de la evolución de las estrellas masivas, cuando la energía liberada durante la combustión termonuclear de la materia en su interior ya no es suficiente para vencer la fuerza de la gravedad y la estrella colapsa en una masa mucho más densa. objeto. Pero a diferencia de los agujeros negros, no se espera que las gravastars tengan singularidades y se cree que son delgadas esferas de materia cuya estabilidad se mantiene gracias a la energía oscura contenida en ellas.
Para descubrir si las gravastars son alternativas viables a los agujeros negros singulares, Rosa y sus colegas examinaron la interacción de partículas y radiación con estos objetos hipotéticos.
Usando EinsteinSegún la teoría, los autores examinaron cómo se verían las enormes masas de materia caliente que rodean los agujeros negros supermasivos si estos agujeros negros fueran en realidad gravastars. También examinaron las propiedades de “Puntos calientes” — gigantescas burbujas de gas que orbitan alrededor de agujeros negros a velocidades cercanas a la luz.
Sus hallazgos revelaron sorprendentes similitudes entre las emisiones de materia de las gravastars y los agujeros negros, lo que sugiere que las gravastars no contradicen las observaciones experimentales del universo realizadas por los científicos. Además, el equipo descubrió que una gravastar debería aparecer casi como un agujero negro singular, creando una sombra visible.
“Esta sombra no es causada por la captura de luz en el horizonte de sucesos, sino por un fenómeno ligeramente diferente llamado ‘desplazamiento al rojo gravitacional’, que hace que la luz pierda energía cuando se mueve a través de una región con un fuerte campo gravitacional”, dijo Rosa. “De hecho, cuando la luz emitida desde regiones cercanas a estos objetos alternativos alcance[es] Nuestros telescopios, la mayor parte de su energía se habría perdido en el campo gravitacional, provocando la aparición de esta sombra”.
Las sorprendentes semejanzas entre el modelo de agujero negro de Schwarzschild y las gravastars resaltan el potencial de estas últimas como alternativa realista, libre de los obstáculos teóricos de las singularidades.
Sin embargo, esta teoría necesita ser respaldada con experimentos y observaciones, que los autores del estudio creen que pronto se llevarán a cabo. Si bien las gravastars y los agujeros negros singulares podrían comportarse de manera similar en muchos aspectos, diferencias sutiles en la luz emitida podrían potencialmente distinguirlos.
“Para probar nuestros resultados experimentalmente, contamos con la próxima generación de experimentos observacionales en física gravitacional”, dijo Rosa, refiriéndose a la búsqueda de agujeros negros. Telescopio del horizonte de eventos y el GRAVEDAD+ instrumento que se está agregando al Very Large Telescope en Chile. “Estos dos experimentos tienen como objetivo observar de cerca lo que sucede cerca del centro de las galaxias, en particular, la nuestra vía Láctea“.