Una gravastar es un objeto propuesto en astrofísica por Pawel O. Mazur y Emil Mottola como una alternativa a la teoría del agujero negro . Tiene una métrica habitual de agujero negro fuera del horizonte, pero 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]
Estructura
En la formulación original de Mazur y Mottola, [2] las gravastars contienen una región central con un p = - ρ falso vacío o "energía oscura", una capa delgada de p = ρ fluido perfecto y un verdadero vacío p = ρ = 0 exterior. El comportamiento similar a la energía oscura de la región interior evita el colapso a una singularidad y la presencia de la capa delgada evita la formación de un horizonte de eventos, evitando el cambio infinito al azul. La región interior no tiene entropía termodinámicamente y puede considerarse como un condensado gravitacional de Bose-Einstein . El fuerte 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 cero absoluto.
Además de la formulación original de capa delgada, se han propuesto gravastars con presión continua. Estos objetos deben contener tensión anisotrópica. [3]
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 los rayos X emitidos por la materia que cae 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 lentes gravitacionales a través de las cuales pueden pasar las geodésicas nulas. [4]
Mazur y Mottola sugieren que la creación violenta de una gravastar podría ser una explicación del origen de nuestro universo y de 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 . [5] Esta "nueva dimensión" ejerce una presión hacia afuera sobre la capa de condensado de Bose-Einstein y evita que se colapse aún más.
Gravastars también podría 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 está bajo mucha especulación. [ cita requerida ]
La formación de gravastar puede proporcionar una explicación alternativa para los estallidos repentinos e intensos de rayos gamma en todo el espacio. [ cita requerida ]
Se ha encontrado que las observaciones de LIGO de ondas gravitacionales de objetos en colisión no son consistentes con el concepto de gravastar, [6] [7] [8] o son indistinguibles de los agujeros negros ordinarios. [9] [10]
En comparación con los agujeros negros
Al tener en cuenta la física cuántica, la hipótesis de la gravastar intenta resolver las contradicciones causadas por las teorías convencionales de los agujeros negros . [11]
Horizontes de eventos
En una gravastar, el horizonte de eventos no está presente. La capa de fluido de presión positiva se encontraría justo fuera del "horizonte de sucesos", y el falso vacío interno evitaría que colapsara por completo. [1] Debido a la ausencia de un horizonte de eventos, la coordenada temporal de la geometría del vacío exterior es válida en todas partes.
Estabilidad dinámica de gravastars
En 2007, el trabajo teórico indicó que, bajo ciertas condiciones, los gravastars, así como otros modelos alternativos de agujeros negros, no son estables cuando giran. [12] El trabajo teórico también ha demostrado que ciertas gravastars giratorias son estables asumiendo ciertas velocidades angulares, espesores de caparazón y compacidad. También es posible que algunas gravastars que son matemáticamente inestables puedan ser físicamente estables en escalas de tiempo cosmológicas. [13] El apoyo teórico a la viabilidad de gravastars no excluye la existencia de agujeros negros como se muestra en otros estudios teóricos. [14]
Ver también
Referencias
- ^ a b . Esta solución de las ecuaciones de Einstein es estable y no tiene singularidades. "El investigador de Los Alamos dice que los 'agujeros negros' no son agujeros en absoluto" . Laboratorio Nacional de Los Alamos . Archivado desde el original el 13 de diciembre de 2006 . Consultado el 10 de abril de 2014 .
- ^ Mazur, Pawel O .; Mottola, Emil (27 de febrero de 2002). "arXiv: gr-qc / 0109035v5 27 de febrero de 2002 Estrellas de condensado gravitacional: una alternativa a los agujeros negros". págs. 1–4. arXiv : gr-qc / 0109035 .
- ^ Cattoen, Celine; Faber, Tristan; Visser, Matt (25 de septiembre de 2005). "Los gravastars deben tener presiones anisotrópicas". Gravedad clásica y cuántica . 22 (20): 4189–4202. arXiv : gr-qc / 0505137 . Código bibliográfico : 2005CQGra..22.4189C . doi : 10.1088 / 0264-9381 / 22/20/002 . S2CID 10023130 .
- ^ Sakai, Nobuyuki; Saida, Hiromi; Tamaki, Takashi (17 de noviembre de 2014). "Sombras de Gravastar". Phys. Rev. D . 90 (10): 104013. arXiv : 1408.6929 . Código Bibliográfico : 2014PhRvD..90j4013S . doi : 10.1103 / physrevd.90.104013 . S2CID 119102542 .
- ^ Chown, Marcus (7 de junio de 2006). "¿Es el espacio-tiempo realmente un superfluido?" . Nuevo científico . Archivado desde el original el 12 de abril de 2016 . Consultado el 4 de noviembre de 2017 .
Es el Big Bang ", dice Mazur." Efectivamente, estamos dentro de una gravastar.
"URL alternativa" . bibliotecapleyades.net . - ^ Chirenti, Cecilia; Rezzolla, Luciano (11 de octubre de 2016). "¿GW150914 produjo una gravastar giratoria?" . Physical Review D . 94 (8): 084016. arXiv : 1602.08759 . Código bibliográfico : 2016PhRvD..94h4016C . doi : 10.1103 / PhysRevD.94.084016 . S2CID 16097346 .
Concluimos que no es posible modelar el ringdown medido de GW150914 debido a una gravastar giratoria.
- ^ "¿LIGO detectó agujeros negros o gravastars?" . ScienceDaily . 19 de octubre de 2016 . Consultado el 4 de noviembre de 2017 .
- ^ "La detección de agujeros negros de LIGO sobrevive a la prueba de gravastar" . Tecnología extrema . 2016-10-26 . Consultado el 4 de noviembre de 2017 .
- ^ "¿Era la señal de onda gravitacional de una gravastar, no agujeros negros?" . Nuevo científico . 2016-05-04 . Consultado el 4 de noviembre de 2017 .
Nuestra señal es consistente tanto con la formación de un agujero negro como con un objeto sin horizonte, simplemente no podemos decirlo.
- ^ Cardoso, Vitor; Franzin, Edgardo; Pani, Paolo (27 de abril de 2016). "¿Es el ringdown de ondas gravitacionales una sonda del horizonte de sucesos?". Cartas de revisión física . 116 (17): 171101. arXiv : 1602.07309 . Código bibliográfico : 2016PhRvL.116q1101C . doi : 10.1103 / PhysRevLett.116.171101 . ISSN 0031-9007 . PMID 27176511 . S2CID 206273829 .
- ^ Stenger, Richard (22 de enero de 2002). "¿La teoría del agujero negro está llena de aire caliente?" . CNN.com . Consultado el 10 de abril de 2014 .
- ^ Vitor Cardoso; Paolo Pani; Mariano Cadoni; Marco Cavaglia (2008). "Inestabilidad ergoregión de objetos astrofísicos ultracompactos". Physical Review D . 77 (12): 124044. arXiv : 0709.0532 . Código Bibliográfico : 2008PhRvD..77l4044C . doi : 10.1103 / PhysRevD.77.124044 . S2CID 119119838 .
- ^ Chirenti, Cecilia; Rezzolla, Luciano (octubre de 2008). "Inestabilidad de la ergoregión en gravastars rotativos" (PDF) . Physical Review D . 78 (8): 084011. arXiv : 0808.4080 . Código bibliográfico : 2008PhRvD..78h4011C . doi : 10.1103 / PhysRevD.78.084011 . S2CID 34564980 . Archivado desde el original (PDF) el 4 de marzo de 2016 . Consultado el 10 de abril de 2014 .
- ^ Rocha; Miguelote; Chan; da Silva; Santos; Anzhong Wang (2008). "Gravastars estables de excursión acotada y agujeros negros". Revista de cosmología y física de astropartículas . 2008 (6): 025. arXiv : 0803.4200 . Código Bibliográfico : 2008JCAP ... 06..025R . doi : 10.1088 / 1475-7516 / 2008/06/025 . S2CID 118669175 .
Otras lecturas
- Camenzind, Max (2007). Objetos compactos en astrofísica, enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros . Berlín: Springer. págs. 442–445. ISBN 9783540499121.
- George Chapline (28 de marzo de 2005). "Los agujeros negros 'no existen ' " . Nature News.
- Mazur; Emil Mottola (2001). "Estrellas de condensado gravitacional: una alternativa a los agujeros negros". arXiv : gr-qc / 0109035 . El artículo original de Mazur y Mottola
- Visser, Matt; Wiltshire, David L. "Gravastars estables: ¿una alternativa a los agujeros negros?" (PDF) . Consultado el 2 de octubre de 2004 .
- Zanotti, Luciano Rezzolla, Olindo (2013). Hidrodinámica relativista (1. ed. Publ.). Oxford: Prensa de la Universidad de Oxford . págs. 599–603. ISBN 9780198528906.
enlaces externos
- Artículos sobre gravastars en gr-qc