Μια νέα μελέτη υποστηρίζει ότι η κατάρρευση ενός τεράστιου άστρου θα μπορούσε να οδηγήσει στη δημιουργία ενός μικροσκοπικού διαστελλόμενου Σύμπαντος αντί για μια μαύρη τρύπα.
Το αντικείμενο που θα προέκυπτε γνωστό ως «βαρυάστρο» θα απέφευγε τόσο τη μοναδικότητα όσο και τον ορίζοντα γεγονότων που κάνουν τις μαύρες τρύπες τόσο μυστηριώδεις. Τα μεγάλης μάζας άστρα παράγουν φως και θερμότητα μέσω της πυρηνικής σύντηξης στον πυρήνα τους. Η διαδικασία αυτή δημιουργεί εξωτερική πίεση, η οποία εξισορροπεί τη βαρυτική έλξη που τείνει να τα συμπιέσει.
Όταν όμως ένα εξαιρετικά μεγάλης μάζας άστρο εξαντλήσει τα πυρηνικά του καύσιμα, αυτή η υποστηρικτική πίεση εξαφανίζεται. Η βαρύτητα κυριαρχεί και προκαλεί την κατάρρευση του άστρου προς το εσωτερικό του, μέχρι να φτάσει σε αυτό που οι φυσικοί ονομάζουν «μοναδικότητα» (singularity), ένα σημείο όπου η ύλη συμπιέζεται σε ακραίο βαθμό.
Παρότι οι μαύρες τρύπες θεωρούνται ευρέως το τελικό αποτέλεσμα αυτής της κατάρρευσης δημιουργούν σοβαρά επιστημονικά ερωτήματα. Πώς είναι δυνατόν η μάζα δισεκατομμυρίων Ήλιων να συμπιεστεί σε ένα και μόνο σημείο; Πώς μπορεί ο χωροχρόνος να αποκτήσει άπειρη καμπυλότητα στη μοναδικότητα;
Σε αυτό το στάδιο, οι γνωστοί νόμοι της φυσικής παύουν να δίνουν αξιόπιστες απαντήσεις καθιστώντας αδύνατη την πρόβλεψη του τι συμβαίνει στη συνέχεια. Επιπλέον οι μαύρες τρύπες κρύβουν οτιδήποτε βρίσκεται πέρα από τον ορίζοντα γεγονότων τους πράγμα που σημαίνει ότι η ύλη η ενέργεια και ακόμη και το φως δεν μπορούν πλέον να παρατηρηθούν μόλις τον διασχίσουν.
Λόγω αυτών των προβλημάτων ορισμένοι επιστήμονες έχουν εξετάσει το ενδεχόμενο οι μαύρες τρύπες να είναι στην πραγματικότητα διαφορετικού τύπου αντικείμενα.
Η μυστηριώδης ενέργεια
Μία από τις προτεινόμενες εναλλακτικές είναι το βαρυάστρο (gravastar) που αποτελεί συντομογραφία του όρου «βαρυτικό άστρο κενού» (gravitational vacuum star). Πρόκειται για υποθετικά υπερσυμπαγή αντικείμενα, τα οποία θα ήταν σχεδόν αδύνατο να παρατηρηθούν εξαιτίας της εξαιρετικά ισχυρής βαρύτητάς τους.
Σε αντίθεση με τις μαύρες τρύπες, τα βαρυάστρα θα περιείχαν συνηθισμένη ύλη στα εξωτερικά τους στρώματα, ενώ το εσωτερικό τους θα ήταν γεμάτο με σκοτεινή ενέργεια. Αυτή η μυστηριώδης μορφή ενέργειας θα δημιουργούσε εξωτερική πίεση που θα αντιστάθμιζε τη βαρυτική κατάρρευση.
Έτσι, τα βαρυάστρα θα μπορούσαν να έχουν σχεδόν την ίδια μάζα και πυκνότητα με τις μαύρες τρύπες, χωρίς όμως να διαθέτουν ούτε μοναδικότητα ούτε ορίζοντα γεγονότων. Παρόλο που τα βαρυάστρα αποτελούν εδώ και χρόνια αντικείμενο θεωρητικού ενδιαφέροντος, ένα βασικό ερώτημα παρέμενε αναπάντητο: πώς θα μπορούσαν να σχηματιστούν στην πραγματικότητα;
Οι θεωρητικοί φυσικοί Ντάνιελ Τζαμπόλσκι και Λουτσιάνο Ρετζόλα ανέπτυξαν τώρα αυτό που περιγράφουν ως την πρώτη δυναμική λύση των εξισώσεων της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν η οποία εξηγεί πώς ένα άστρο που καταρρέει θα μπορούσε να μετατραπεί σε βαρυάστρο.
Σύμφωνα με τη μελέτη τους κατά τη διάρκεια της κατάρρευσης ενός τεράστιου άστρου θα μπορούσε να δημιουργηθεί ένα μικροσκοπικό Σύμπαν μέσα στην ίδια την καταρρέουσα ύλη.
Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι αυτή η διαδικασία θα έμοιαζε με τη Μεγάλη Έκρηξη η οποία γέννησε το (δικό μας) Σύμπαν. Όπως πιστεύεται ότι η σκοτεινή ενέργεια προκαλεί τη διαστολή του Σύμπαντός μας έτσι και σε αυτή την περίπτωση θα τροφοδοτούσε τη διαστολή του νέου μικροσκοπικού Σύμπαντος.
Καθώς αυτό το μικρό Σύμπαν διαστέλλεται ασκεί πίεση προς τα έξω αντιστεκόμενο στη βαρυτική κατάρρευση του άστρου. Η αντίθετη αυτή δύναμη θα μπορούσε να σταματήσει την κατάρρευση πριν σχηματιστεί μια μαύρη τρύπα. Τελικά δημιουργείται μια ισορροπία ανάμεσα στο διαστελλόμενο μικροσκοπικό Σύμπαν και στην καταρρέουσα αστρική ύλη. Αυτή η ισορροπία οδηγεί στη δημιουργία ενός σταθερού βαρυάστρου.
Η εξήγηση
Σύμφωνα με τους ερευνητές, η λύση αυτή προσφέρει για πρώτη φορά μια εξήγηση σε ένα πρόβλημα που απασχολεί τους επιστήμονες εδώ και περίπου 25 χρόνια: πώς θα μπορούσαν τα βαρυάστρα να προκύψουν από την κατάρρευση συνηθισμένης ύλης.
«Η Μεγάλη Έκρηξη του αναδυόμενου σύμπαντος μπορεί να συμβεί όταν το άστρο έχει ήδη καταρρεύσει σχεδόν μέχρι το σημείο όπου θα γινόταν μαύρη τρύπα. Η συμπεριφορά της ύλης υπό τόσο ακραίες συνθήκες συμπίεσης παραμένει σε μεγάλο βαθμό άγνωστη, αφήνοντας ανοιχτό το ενδεχόμενο να εμφανίζονται νέα φυσικά φαινόμενα. Είναι πιο εύκολο να φανταστεί κανείς ότι η Μεγάλη Έκρηξη συμβαίνει μόνο σε ένα πολύ προχωρημένο στάδιο, όταν η ύλη έχει ήδη συμπιεστεί σε ακραίο βαθμό, δημιουργώντας έτσι νέα φυσικά φαινόμενα» λέει η Τζαμπόλσκι.
