Las estrellas del vacío pueden resolver el misterio de los agujeros negros

Los agujeros negros se comprenden cada vez más, pero todavía es difícil decir qué sucede en su interior, ya que una de las principales hipótesis viola las leyes de la física. Ahora, un nuevo estudio publicado por brasileños sugiere que los agujeros negros son, en realidad, algo llamado uvastars.

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Los agujeros negros son áreas del espacio-tiempo donde la materia se ha vuelto tan densa que su poder gravitacional se vuelve el más implacable del universo. Si uno pasa el horizonte de sucesos de un agujero negro, necesitará una velocidad mayor que la de la luz para escapar.

Debido a esta característica, los científicos saben que ni siquiera los fotones de la luz (las cosas más rápidas de todo el cosmos) pueden escapar, razón por la cual los agujeros negros son completamente invisibles. Dado que la luz no se refleja después de chocar con el titán cósmico, no podemos ver ninguna imagen del objeto.

Sin ver lo que hay detrás del horizonte de sucesos, es imposible descubrir cómo se ve un agujero negro desde dentro. Es como si quisiéramos saber cómo es la superficie de un planeta sin poder ver ni siquiera su atmósfera más exterior.

Según las teorías predichas por la relatividad general de Albert Einstein, el interior de un agujero negro debe ser algo conocido como una singularidad: un punto de tamaño cero e infinitamente denso. Sin embargo, “infinito” es un concepto no reconocido por la física, ni por las matemáticas que lo describen, lo que hace de la singularidad un tema controvertido.

El hecho de que haya un “infinito” en los cálculos indica que los modelos utilizados actualmente están incompletos, o que los agujeros negros no son exactamente lo que se imagina. Es aquí donde los nuevos intentos de explicar los agujeros negros juegan su papel fundamental al buscar todas las soluciones posibles, por extrañas que parezcan.

Una de esas soluciones es la uvastar, un tipo de objeto hipotético propuesto en 2001 para reemplazar los agujeros negros con estrellas peculiares. Lo interesante de esta idea es que incorpora principios de la mecánica cuántica, algo en lo que se basa la teoría relacionada con los agujeros negros en la relatividad general, que no sólo ignora el mundo cuántico, sino que es incompatible con él.

Si en los modelos actualmente aceptados las estrellas masivas explotan y, debido a su masa, colapsan en agujeros negros, en la hipótesis gravitacional el resultado del colapso es una estrella de vacío gravitacional condensada (de ahí el nombre, que deriva de Gravitational Vacuum Star). En él se produce una transición de fase que limita el colapso de la estrella antes de que se produzca la singularidad.

La propuesta de 2001 fue enviada a la revista científica. Cartas de revisión física, pero no se publicó y, en cierto modo, cayó en el olvido. Ahora, un artículo publicado en Revisión física D por un equipo brasileño llevó a cabo un análisis más detallado del modelo matemático de Grastar.

Para investigar si las uvasestrellas se corresponden con observaciones de agujeros negros, los autores analizaron cómo sería la interacción entre partículas con estos hipotéticos objetos. También examinaron cómo se comportaría la masa de materia caliente alrededor de los agujeros negros supermasivos (discos de acreción).

El resultado fue una sorprendente similitud entre las propiedades predichas para Grastars y las observaciones reales de lo que los científicos llaman agujeros negros, con la diferencia crucial de que no hay singularidad.

Además, la sombra de los agujeros negros causada por el horizonte de sucesos (esa región de la que la luz no puede escapar) en realidad sería causada por “un fenómeno ligeramente diferente llamado ‘desplazamiento al rojo gravitacional’, que hace que la luz pierda energía al moverse a través de una región con una fuerte intensidad. campo gravitacional”, dijo João Luiz Rosa, autor principal del estudio.

Añade que «de hecho, cuando la luz emitida por regiones cercanas a estos objetos alternativos llega a nuestros telescopios, la mayor parte de su energía se habría perdido en el campo gravitacional, provocando la aparición de esta sombra».

Esto demuestra que la investigación sobre las uvastars podría resultar prometedora, aunque aún queda mucho trabajo por hacer. «Para probar experimentalmente nuestros resultados, nos basamos en la próxima generación de experimentos observacionales en física gravitacional», afirmó Rosa. Hasta entonces, los agujeros negros «tradicionales» seguirán siendo los modelos más aceptados en la comunidad científica.

Fuente: Revisión física D, Space.com