Una gravastar es un objeto propuesto en astrofísica por Pawel O. Mazur y Emil Mottola como una alternativa a la teoría de los agujeros negros . Tiene la métrica habitual de un agujero negro fuera del horizonte, pero la métrica de De Sitter en el interior. En el horizonte hay una fina capa de materia. El término "gravastar" es un acrónimo de las palabras "estrella de vacío gravitacional". [1] Otras consideraciones teóricas sobre las gravastars incluyen la noción de nestar (una segunda gravastar anidada dentro de la primera). [2] [3]
En la formulación original de Mazur y Mottola, [4] las gravastars contienen una región central que presenta una p = − ρ [ jerga ] (donde p es la presión y ρ es la densidad de energía), y un falso vacío o "energía oscura", una delgada capa de fluido perfecto p = ρ y un verdadero vacío p = ρ = 0 exterior. El comportamiento similar a la energía oscura de la región interna evita el colapso a una singularidad y la presencia de la delgada capa evita la formación de un horizonte de eventos , evitando el desplazamiento al azul infinito. La región interna no tiene entropía termodinámicamente y puede considerarse como un condensado gravitacional de Bose-Einstein . El grave desplazamiento al rojo de los fotones a medida que salen del pozo de gravedad haría que la capa de fluido también pareciera muy fría, casi el cero absoluto.
Además de la formulación original de capa fina, se han propuesto gravastars con presión continua. Estos objetos deben contener tensión anisotrópica. [5]
Externamente, una gravastar parece similar a un agujero negro: es visible por la radiación de alta energía que emite mientras consume materia y por la radiación de Hawking que crea. [ cita requerida ] Los astrónomos buscan en el cielo rayos X emitidos por materia que cae sobre ellos para detectar agujeros negros. Una gravastar produciría una firma idéntica. También es posible, si la capa delgada es transparente a la radiación, que las gravastars se puedan distinguir de los agujeros negros ordinarios por diferentes propiedades de lente gravitacional a medida que las geodésicas nulas pueden pasar a través de ellos. [6]
Mazur y Mottola sugieren que la creación violenta de una gravastar podría ser una explicación del origen de nuestro universo y muchos otros universos, porque toda la materia de una estrella que colapsa implosionaría "a través" del agujero central y explotaría en una nueva dimensión y se expandiría para siempre, lo que sería consistente con las teorías actuales sobre el Big Bang . [7] Esta "nueva dimensión" ejerce una presión hacia afuera sobre la capa de condensado de Bose-Einstein y evita que colapse más.
Las gravitaciones también podrían proporcionar un mecanismo para describir cómo la energía oscura acelera la expansión del universo . Una posible hipótesis utiliza la radiación de Hawking como un medio para intercambiar energía entre el universo "padre" y el universo "hijo", y así hacer que la tasa de expansión se acelere, pero esta área es objeto de mucha especulación. [ cita requerida ]
La formación de gravastars puede proporcionar una explicación alternativa para los repentinos e intensos estallidos de rayos gamma en todo el espacio. [ cita requerida ]
Se ha descubierto que las observaciones de LIGO de ondas gravitacionales provenientes de objetos en colisión no son consistentes con el concepto de gravastar, [8] [9] [10] o son indistinguibles de los agujeros negros ordinarios. [11] [12]
Al tener en cuenta la física cuántica, la hipótesis de la gravastar intenta resolver las contradicciones causadas por las teorías convencionales sobre los agujeros negros . [13]
En una gravastar, el horizonte de sucesos no está presente. La capa de fluido de presión positiva se encontraría justo fuera del "horizonte de sucesos", y el falso vacío interno impediría que colapsara por completo. [1] Debido a la ausencia de un horizonte de sucesos, la coordenada temporal de la geometría del vacío exterior es válida en todas partes.
En 2007, trabajos teóricos indicaron que, en determinadas condiciones, las gravastars, así como otros modelos alternativos de agujeros negros, no son estables cuando giran. [14] Los trabajos teóricos también han demostrado que ciertas gravastars rotatorias son estables suponiendo ciertas velocidades angulares, espesores de capa y compacidad. También es posible que algunas gravastars que son matemáticamente inestables puedan ser físicamente estables en escalas de tiempo cosmológicas. [15] El respaldo teórico a la viabilidad de las gravastars no excluye la existencia de agujeros negros, como se muestra en otros estudios teóricos. [16]
"Es el Big Bang", dice Mazur. "En efecto, estamos dentro de una gravastar."URL alternativa". bibliotecapleyades.net .
Concluimos que no es posible modelar la caída de la actividad medida de GW150914 como debida a una gravastar rotatoria.
Nuestra señal es consistente tanto con la formación de un agujero negro como con la de un objeto sin horizonte; simplemente no podemos decirlo.
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