ALTERNATIVAS

ASTROFISICA DE AGUJEROS NEGROS

La evidencia observacional recopilada los últimos años gracias a la nueva tecnología espacial establece sin lugar a "dudas razonables" la existencia real de objetos en el Universo cuyo comportamiento es muy similar a aquel descrito por las teorías actuales sobre Agujeros Negros. Es decir, aun no se sabe si esos raros objetos que los astrónomos han detectado en el espacio gracias a satélites y telescopios especializados son realmente los objetos descritos por las teorías existentes sobre AN con singularidades o sin singularidades, o si son realmente Agujeros de Gusano [Wormholes], los cuales se cree que podrían conectar diferentes partes del Universo y que podrían servir como "compuerta" hacia otros lugares, o si son Estrellas Bosónicas o GravaStars o algún otro objeto hasta ahora desconocido.

Casi la mayoría de la comunidad científica acepta la interpretación de que estos objetos "son realmente" AN, y la justificación se basa en que "se desconoce, hasta la fecha, de algún fenómeno físico que impida el colapso gravitacional total de una región de muy alta densidad y la subsecuente formación del AN", lo cual podría cambiar si se descubren "nuevos estados" de la materia bajo condiciones de muy alta densidad/temperatura, tal como las hipotéticas QuarkStars o las GravaStars. Es decir, cabe la posibilidad de que tales regiones sí colapsen gravitacionalmente y formen un Horizonte de Eventos, más allá del cual la luz no pueda escapar, pero que el colapso no forme una singularidad, sino un objeto muy compacto, finito, en el centro de tales regiones. Observados desde el exterior, tales objetos serían análogos a los AG descritos por las teorías actuales. Aun no se conocen con todo detalle cuáles son todas las características de estas "criaturas espaciales" y lo único que se tiene, por el momento, son modelos astrofísicos que los describen de manera global. Si estos objetos son realmente los Agujeros Negros que las teorías describen, aún faltarían muchas preguntas por contestar: por ejemplo, la más importante de todas, "qué es lo que hay DENTRO de un Agujero Negro?" [si es que hay algo].

Introducción Histórica

El concepto de agujeros negro (AN) nos viene desde Noviembre de 1783 cuando el filósofo inglés John Mitchell leyó ante la Royal Society un trabajo (basado en física newtoniana).

En este trabajo (que fue publicado por la Philosophical Transactions of the Royal Society, 74,35, 1784) se asientan los principios básicos de los A.N. Pierre Simon Laplace vuelve a tocar el tema cuando notó que una consecuencia de la gravedad newtoniana y de la teoría corpuscular de la luz newtoniana era de que la luz no podría escapar de un cuerpo de una masa lo suficientemente grande y de pequeño radio. El concepto lo prueba en su siguiente teorema: "La fuerza atractiva de un cuerpo celestial puede ser tan grande que la luz no puede fluir fuera de éste. Por lo tanto, este cuerpo parecería ser invisible ". El trabajo fue publicado en una revista alemana de Astronomía. A pesar de estos primeros descubrimientos, la idea de la existencia de Agujeros Negros tenía pocos seguidores, inclusive después de la formulación de la TGR (Teoría General de la Relatividad). En Noviembre de 1915 se publicó la TGR y en Enero de 1916 el astrónomo alemán Karl Schwarzschild deriva una solución para las ecuaciones de campo de la TGR. Schwarzschild le envía su trabajo a Albert Einstein para que él lo presentara a la Academia de Berlín. En respuesta, Einstein le escribe lo siguiente : "No esperaba que la solución exacta al problema pudiera ser formulada. Su tratamiento analítico problema me parece esplendido". Sin embargo, como dato curioso, ni siquiera el mismo Einstein creyó que la existencia de tales objetos pudiese ser posible.

El verdadero estudio de los Agujeros Negros comenzó con Subrahmanyan Chandrasekhar ,en 1930, quien descubre la existencia de un límite superior para la masa de una configuración degenerada completamente. En 1935, Sir Arthur Eddington se da cuenta de que si se acepta el análisis de Chandrasekhar, los Agujeros Negros deberían ser el destino inevitable de la evolución de las estrellas masivas. Eddington escribe en enero de 1935 : " las estrellas aparentemente tienen que seguir irradiando e irradiando y contrayéndose y contrayéndose hasta que, supongo, llegan a tener unos pocos km de radio. Entonces es cuando la gravedad llega a ser lo suficientemente fuerte como para detener la radiación y la estrella puede , por fin, encontrar la paz. Me siento conducido a la conclusión de que esto ha sido una reducción al absurdo de la fórmula relativista de degeneración. Varios accidentes pueden intervenir para salvar a la estrella, pero creo que debe existir mucha más protección que esa. Pienso que debería haber una ley de la Naturaleza que prevenga a la estrella de comportarse en esta manera tan absurda".

Eddington nunca aceptó el resultado de Chandrasekhar ( el de la existencia de un límite superior para la masa de una estrella fría y degenerada), a pesar de que Eddington fue uno de los primeros en entender y apreciar la TGR, como lo demuestra en su libro "The Mathematical Theory of Relativity" publicado en 1922, el cual fue el primer libro acerca del tema, en inglés. Así, Eddington modificó la ecuación de estado de un gas relativístico degenerado de tal manera que finitos estados de equilibrio podrían existir para estrellas de masa arbitraria. Chandrasekhar recientemente (1988) lamentó la actitud de Eddington, diciendo: "La suprema autoridad de Eddington en aquellos días retrasó el desarrollo de fructíferas ideas en este campo por 30 años". Todos habían aceptado la existencia de las Enanas Blancas, ya que habían sido identificadas en el espacio, pero se dudaba de la existencia de estrellas más pequeñas. La única insinuación de la existencia de tales objetos más densos vino por los trabajos de los astrónomos Fritz Zwicky y Walter Baade. Ellos demostraron que grandes explosiones estelares se producían en las Galaxias, las cuales podrían originar estos objetos.

Pero Eddington no estaba solo. En 1932, Lev Landau, en el mismo trabajo donde da una simple derivación de una fórmula para la masa limitante, declara que para estrellas que excedan el límite, "no existe en toda la Física Cuántica causa alguna que prevenga al sistema de colapsar a un punto... Como en realidad tales masas existen completamente como estrellas normales y no muestran tales tendencias, concluimos que todas las estrellas más pesadas que 1.5 Masas Solares ciertamente poseen regiones de densidad en las cuales las leyes de la Mecánica Cuántica y, por lo tanto, la Estadística Cuántica, son violadas".

En 1939, Robert Oppenheimer, por entonces Profesor en la Universidad de California, en Berkeley, y Hartland Snyder, su estudiante, reavivaron la discusión calculando el colapso de una esfera homogénea de gas sin presión en la Teoría General de la Relatividad, encontrando que nada había en las ecuaciones de la teoría que frenara el colapso gravitacional. Si la masa original de la estrella era lo suficientemente grande, su fuerza de gravedad podría inclusive triturar la fase neutrónica y seguir hasta la singularidad. Encontraron también que la esfera formada por el Horizonte de los Eventos, eventualmente "corta" toda comunicación con el resto del Universo. Este fue el primer cálculo riguroso que demuestra la formación de Agujeros Negros. Ellos, junto con el problema del colapso gravitacional, fueron ignorados hasta principios de 1960.

A finales de los años 50, John Archibald Wheeler comenzó una seria investigación del problema del colapso. En 1968, Wheeler acuña el nombre de "Agujero Negro" [AN]. Entre 1916 y 1918, H. Reissner y G. Nordstrom, descubrieron la solución a las ecuaciones de campo de Einstein para un Agujero Negro con carga eléctrica. En 1958, David Finkelstein predice que la formación de un AN a partir del colapso gravitatorio era inevitable. En 1963, Roy P. Keer, de la Universidad de Texas, encuentra la solución de las ecuaciones de campo para un Agujero Negro rotatorio: también descubre una familia exacta de soluciones libres de cargas para las ecuaciones de campo del vacío de la Relatividad General. En 1965, A. Newman encuentra la solución de las ecuaciones de campo para un Agujero Negro rotatorio y con carga. Él y sus condiscípulos encontraron la generalización para la carga eléctrica en un Agujero Negro, la cual representa la solución de las ecuaciones de Einstein-Maxwell. La unión de estos dos resultados se conocen como la GEOMETRIA DE KERR - NEWMAN y proveen una única y completa descripción de los campos gravitacional y electromagnéticos externos de un AN estacionario. Durante los años 60 se descubrieron importantes propiedades y poderosos teoremas concernientes a los AN.

El descubrimiento de Fuentes Compactas de Rayos X en 1962, los Quasars en 1963, y los Pulsars en 1968, motivaron mucho la investigación teórica de los AN. Observaciones de la Fuente Binaria de Rayos X, Cygnus X-1, a principios de los años 70 dieron las primeras evidencias a favor de la existencia de los AN.

ASTROFÍSICA DE LOS AGUJEROS NEGROS

Cómo se forma un AGUJERO NEGRO

Los modelos sobre la formación de éstos se basa en la Relatividad General, como la teoría correcta que describe la interacción gravitacional. Cabe señalar que existen otras teorías que intentan describir a la gravedad y que no predicen la existencia de los AN. En la actualidad el consenso general es que existen varios mecanismos para la formación de un AN:

COLAPSO ESTELAR: cuando una estrella de gran masa (superior a aquella necesaria para formar una Estrella de Neutrones [EN], o sea, superior a 1.4 Masas solares, según la teoría de Evolución Estelar desarrollada por el astrofísico Subrahmanyan Chandrasekhar [1910-1995] ) acaba su combustible termonuclear, no puede generar presión hacia afuera y por lo tanto no puede soportar su propia gravedad y colapsa formando así un AN.

COLAPSO ESTELAR SECUNDARIO: también puede formarse un AN si una Estrella de Neutrones adquiere suficiente masa, absorbida de algún disco de acreción que exista a su alrededor [ejemplo de canibalismo estelar, donde en un sistema binario estelar una de las estrellas posee un campo gravitacional tan intenso que le roba masa a la otra]. Entonces la masa de la EN excedería del límite de 1.4 masas solares y colapsaría por su propia gravedad.

COLAPSO PRIMORDIAL: en los primeros instantes del Big Bang, en ciertas regiones del Universo la densidad de materia/energía pudo haber sido tan grande que pequeños AN primordiales (de un diámetro aproximado a la longitud de Planck, 10^-33 cm) se pudieron haber formado debido al desplome gravitatorio de dichas regiones.

Una vez formado el AN, SE CREE que nada puede parar el colapso gravitacional de la materia. La geometría espacio-temporal está tan distorsionada que se forma una especie de superficie "límite" llamada "Horizonte de Eventos", tal que aun un rayo de luz que se origine dentro del "radio" de dicha superficie y que se proyecte hacia afuera no puede escapar, es decir, ni siquiera las partículas (fotones) con la máxima velocidad permitida por la física actual pueden escapar. Sin embargo, un resultado teórico del físico relativista Stephen Hawking (1974) muestra que los AN realmente pueden irradiar ["Radiación de Hawking"], o sea, puede emitir partículas, siempre y cuando éstas se originen afuera del horizonte de eventos, por lo que los AN no son "máquinas que todo lo absorben", como antes se creía. Ya que todas las formas de energías ejercen gravitación en la Relatividad General, incrementar la energía de presión hacia afuera para tratar de evitar el colapso sólo aceleraría las últimas etapas del mismo; por lo tanto, no existe ninguna fuente de "presión hacia afuera" conocida que llegue a ser lo suficientemente dominante que pueda detener el colapso. Se CREE que la materia colapsada TIENDE HACIA un estado de "infinita densidad y temperatura": se forma entonces un estado llamado "singularidad". Sin embargo, este estado representa un serio problema en la física actual y hoy día SE CREE QUE DICHO ESTADO NO EXISTE REALMENTE EN LA NATURALEZA y que DEBEN ocurrir fenómenos desconocidos (cuánticos y/o no-lineales), hasta la fecha, que impidan que la materia colapsada tienda hacia dicho estado. Estas creencias se dan dentro del marco de varios modelos de Gravitación-y-Electrodinámica no-lineal y/o Gravitación Cuántica y como éstas son áreas de investigación que aún están desarrollándose, habrá que esperar nuevas soluciones al problema de la singularidad. Mientras tanto, aceptaremos como "tentativa" la existencia de tal estado y se hablará del mismo como si realmente existiese. El Horizonte de Eventos oculta y aísla a la singularidad del resto del Universo, por lo que no puede afectar al mundo exterior; se dice entonces que la singularidad esta "causalmente desconectada del resto del Universo".

De las propiedades de la estrella colapsada (distribuciones variables de masa, campo magnético, momento angular, etc.), las únicas que en teoría pueden medirse, desde el exterior, son la masa, el momento angular intrínseco y la carga eléctrica. Estas propiedades pasan a ser ahora las que caracterizan al AN visto desde el exterior. En teoría, toda otra información es irradiada en forma de ondas gravitatorias y electromagnéticas durante el colapso. Estos tres parámetros que permanecen son las únicas cantidades observables independientes que caracterizan a un AN estacionario.

CÓMO SE DETECTAN LOS CANDIDATOS A AGUJEROS NEGROS

Un AN puede estar solo flotando por el espacio o en compañía de otras estrellas, en un sistema binario o de más estrellas o en un cúmulo estelar, en el centro de muchas galaxias activas. Cuando el AN se encuentra en compañía de otros objetos es "relativamente fácil" detectarlo, pues éste interacciona gravitacionalmente con sus vecinos "robándoles" materia. Cuando esta materia cae al AN se emite grandes cantidades de energía radiante en forma de rayos X y rayos gamma. Los satélites en órbita especializados en la detección de este tipo de radiación identifican la fuente de rayos X/gamma y mandan los datos a la Tierra para su posterior análisis, puesto que no todas las fuentes de rayos X son AN. Cuando se analiza el espectro es posible discriminar entre fuentes compactas [Agujeros Negros y Estrellas de Neutrones] y otras fuentes. Una vez que se determina que la fuente es un objeto compacto se procede a TRATAR de distinguir entre una Estrella de Neutrones y el AN. Ambos tienen un perfil casi parecido en cuanto a su emisión de rayos X, y aún hoy en día es difícil distinguir entre ambos sólo con el análisis de su espectro. Por lo general, las estrellas de neutrones también son Pulsars [recordemos que no todas las estrellas neutrónicas son Pulsars], y esto hace más fácil poder discriminar entre éstas y los AN, ya que los AN no emiten pulsos de esta manera. Supongamos que las cosas no son tan fáciles y que la estrella de neutrones no es un pulsar. El siguiente análisis podría ser OPTICO o por radioemisión, o también podría darse el caso de un análisis de la radiación emitida por estos objetos en otras frecuencia. Si es posible hacerlo, entonces estas fuentes de rayos X/gamma podrían ser candidatos a AN, por lo que se analiza luego la velocidad de los vecinos que circundan al objeto compacto [mediante el Efecto Doppler] y de esa manera es posible ESTIMAR la masa del objeto, la cual es un factor directo que influye en la distribución de velocidades entre sus vecinos. Si la masa sobrepasa el límite teórico de Chandrasekhar para las Estrellas de Neutrones [1.4 masas solares], entonces se puede asegurar con un buen "porcentaje de confiabilidad" de que el objeto en cuestión debe ser un AN. Es así como se detectan muchos de los [candidatos a] AN en nuestra galaxia y en otras galaxias o supercúmulos [en el centro de los mismas].

Otro método que se utiliza es el de interferometría de ondas de radio. Los radiotelescopios poseen una muy alta resolución cuando utilizan este método. Con el mismo es posible detectar "estructuras" en forma de "chorros de materia" [jets] que salen expulsados de algunas galaxias. Posteriores análisis [como los indicados anteriormente] del objeto que se cree que es la fuente de tales "chorros" revela que la masa sobrepasa por mucho el Limite de Chandrasekhar y por ende el objeto en cuestión debe ser un AN.

Supongamos que las cosas no son tan "relativamente" fáciles... supongamos que el AN se encuentra vagando libre por el espacio. Aun así es posible detectarlo, aunque mucho más difícil. La técnica que se utiliza se heredó de la búsqueda de Materia Oscura en nuestra galaxia: el Microlensing, o Microenfoque. El mismo consiste en detectar el efecto de "curvatura del espacio" que produce el objeto, el cual se traduce en un "enfoque" de la luz que proviene desde atrás del objeto, procedente de otras fuentes distantes. Es lo mismo que una lente gravitatoria salvo que a una escala mucho más pequeña. Con esta técnica es posible ESTIMAR la masa del objeto que produce el Microenfoque, y si la misma rebasa el límite antes mencionado, entonces el objeto puede ser un AN. De hecho, los AN solitarios que se han detectado en los últimos 4 años ha sido gracias a esta técnica.

Otro aspecto astrofísico que es atribuido a la presencia de loa AN es la Radiación de Fondo de rayos X [una difusa radiación espacial de onda corta descubierta hace casi 40 años]. El Observatorio Chandra, un satélite espacial de la NASA fue diseñado para captar los rayos X espaciales que no alcanzan la superficie terrestre ya que son absorbidos por la alta atmósfera. Gracias a la alta resolución de este satélite, se han podido detectar las fuentes individuales de tal fondo, las cuales son en su mayoría núcleos galácticos y Quasares, por lo que se ha llegado a la conclusión de que esta radiación de fondo de rayos X, es originada por un gran número de AN residentes en los núcleos de galaxias lejanas.

ESTUDIO DE LA FORMACIÓN DE LOS JETS

Los jets no salen desde "dentro" del AN, sino que se forman de la materia que está cayendo al AN. El mecanismo exacto de la formación de tales jets aún se desconoce y la respuesta depende del modelo que se use. Sin embargo, se cree que los mecanismos globales, no detallados, se conocen de manera muy general. El escenario es el siguiente:
supongamos que hay 2 estrellas formando un sistema binario; una de ellas explota como supernova y se convierte en AN. Cuando se forma el AN empieza a destruir a la otra estrella, su compañera, robándole su materia y tragándosela. Cuando la materia de la estrella empieza su jornada hacia el AN, por la acción de ciertas leyes físicas [momento angular, arrastre gravitacional, etc.], dicha materia empieza a caer hacia el AN formando un disco espiral (o sea, cae siguiendo una trayectoria en espiral) alrededor del mismo, llamado Disco de Acreción. Esta materia es un plasma muy caliente de partículas cargadas eléctricamente girando alrededor del AN, las cuales forman un poderoso campo magnético, no perfecto, cuasiperpendicular al disco, con sus respectivos polo norte y polo sur. Cuando el plasma está muy cerca del AN, éste posee mucha energía, tal que de alguna manera se las arregla para escapar, casi a la velocidad de la luz. Y lo hace a través de las regiones más "débiles" gravitacionalmente: los polos norte y sur, ayudada también por el fuerte campo magnético. Hay que enfatizar que esta materia AUN SE ENCUENTRA MUY LEJOS DEL AN. La materia que está muy cerca cae irremediablemente al AN, pero la que aún está muy lejos sí tiene oportunidad de escapar si posee la energía suficiente. Los estudios de este fenómeno son tan complicados que se necesitan supercomputadoras para poder simular modelos aproximados de lo que verdaderamente está pasando: primero tenemos materia plasmática, cargada eléctricamente girando a velocidades relativistas, produciendo un fuerte campo magnético y al mismo tiempo interactuando con un fuerte campo gravitatorio y con un igualmente fuerte arrastre gravitatorio; en otras palabras, tenemos un problema de N-cuerpos, cargados, con un momento angular grande, con gran energía, inmersos en campos eléctricos no uniformes, inmersos también en un campo gravitacional dinámico y en una magnetosfera intensa. Es un problema de "magneto - hidrodinámica - gravitacional - relativista" muy serio.

CANDIDATOS ASTROFÍSICOS

Existen muchos candidatos de masa estelar en nuestra propia galaxia [LMC X-3, Cygnus X-1, Nova Muscae 1991, V616 Mon, SS 433, GRS 1915+105, GRO J1655-40, V404 Cygni, etc.] y otros candidatos supermasivos en el centro de la Vía Láctea y en el de muchas galaxias con Núcleos Activos [ANG = Active Nuclei Galaxies] y Quasares [según la teoría actual de estos objetos, los mismos son realmente un tipo muy energético de ANG].

Tipos de AN

Según las teorías actuales, existen 5 tipos convencionales generales de AN:

1. 1.- de Schwarzschild: caso estático. Además de su intenso campo gravitacional, la otra propiedad física que lo caracteriza es su masa.

2. 2.- de Reissner-Nordstrom: caso estático, con masa y carga eléctrica.

3. 3.- de Kerr: caso estacionario con masa y momento angular intrínseco. Característica interesante: posee 2 horizontes de eventos y una singularidad en forma de anillo! Incluso se habla de que futuras civilizaciones podrían extraer energía a partir de la ergosfera de este tipo de AN.

4. 4.- de Kerr-Newman: caso estacionario con masa, carga eléctrica y momento angular intrínseco.

5. 5.- AN primordiales.

Hay que enfatizar que hoy día la física de los AN va mucho más allá de este simple catálogo. Hoy día se habla de AN extremales, no-extremales, con carga de color (Cromodinámica cuántica), con o sin "pelos", evaporación de AN, AN sin masa, si los AN tienen entropía entonces cuáles son sus grados de libertad internos, etc.

FÍSICA DE LOS AN

El problema de la singularidad es extremadamente serio y se ha dedicado mucha investigación referente al tema. Aunque los resultados no son definitivos o concluyentes, se cree que el estado de la singularidad nunca es alcanzado y que la nueva física, (procesos no-lineales y/o cuánticos) debe impedir que tal estado jamás exista. Algunas alternativas que se han propuesto son:

AGUJEROS DE GUSANO

En este caso, la singularidad no existe y el intenso campo gravitatorio es tal que distorsiona la geometría del espaciotiempo de manera que se produce un cambio en la topología del espaciotiempo, creando un "túnel" a través del cual es posible que la materia que colapsa pueda "salir hacia otros lugares distantes" en el Universo.

CREACIÓN DE UNIVERSOS hijos

En lugar de que la singularidad se forme, una nueva física aún desconocida (no-lineal y/o cuántica) debe ser la responsable de que se "origine un nuevo sub-universo" [se "crea" un nuevo espacio-tiempo de igual o diferente dimensionalidad] hacia el cual toda la materia va a parar. Nuestro Universo sería el Universo-padre y los sub-universos así creados serían los Universos-hijos.

AGUJEROS NEGROS REGULARES

En principio, son AN (eléctricos y magnéticos) que no poseen singularidad, ya que al tomar en cuenta procesos no-lineales (teorías No-Abelianas de Einstein-Born-Infeld, teoría Electrodinámica no-lineal [NED] acoplada a la gravitación) se impide la formación de la misma. También es posible "regularizar" la geometría del AN, deformándola, tal que la singularidad nunca se alcance, y que en su lugar la materia que colapsa atraviese una transición de fase y alcance un nuevo estado estable. Sin embargo, ya que esta es un área nueva de investigación tendremos que esperar también sus resultados. Existe una gran esperanza en que al tomar en cuenta otros procesos (no-lineales y/o cuánticos) además del gravitatorio, el problema de la singularidad desaparezca. Esta alternativa parece ser la más razonable y conservadora.

OTRAS ALTERNATIVAS

Estrellas de Bosones

Desde 1998 se descubrió teóricamente la posible existencia de otros objetos, que pueden causar que la materia en el centro de las galaxias se comporte de la misma manera a como lo harían si en dicho centro galáctico existiese un AN. Si piensan que tal descubrimiento es "solo teoría", les recuerdo que los AN eran hace algunos años atrás también "solo teoría". Es posible que estemos cometiendo un error sistemático al ACEPTAR CIEGAMENTE que los AN eran LA UNICA POSIBILIDAD, debido a que nadie más había presentado otra alternativa razonable.

Cabe la posibilidad de que puedan existir otros objetos del tamaño de un AN galáctico, con una masa igualmente comparable y que, por lo tanto, ejerzan una fuerza gravitacional igual a la de un AN. Se les denomina "Estrellas de Bosones", pero en realidad no son "estrellas" pues no emiten radiación por procesos termonucleares a como lo hace una estrella normal. ¿De que están hechas? De "campos o materia escalar". Muchas de las teorías que tratan sobre la UNIFICACION DE FUERZAS predicen que INEVITABLEMENTE DEBEN existir [aun cuando no se hayan detectado] varios tipos de campos o materia escalar [campos/materia con spin = 0]. Existe la posibilidad que durante la evolución del Universo, algunos de esos campos escalares debieron haberse acumulado/agrupado por su propia fuerza gravitacional formado así regiones de alta densidad, auto-sostenidas por su propio campo gravitacional. Estos objetos poseerían un campo gravitacional tan intenso como el de un AN y, de existir, rivalizarían con los AN y los Quasares [recordemos que la teoría más aceptada sobre los Quasares dice que los mismos son, en esencia, agujeros negros supermasivos]. Sin embargo, esta alternativa no explica qué sucede con la materia durante el colapso gravitatorio de una estrella supermasiva. Por lo que la formación de un AN por colapso estelar sigue siendo válida.

GravaStars

Emil Mottola y Pawel Mazur han encontrado (2001) una solución matemática a las ecuaciones de la Relatividad General que describen un objeto que exteriormente se parece a un AN, pero cuyo interior no posee ninguna singularidad. Estos físicos proponen que en los modelos actuales que describen a los AN se ha cometido un grave error al no tomar en cuenta la física cuántica, por lo que los AN hasta ahora descritos no existen. El modelo de Motola-Mazur, que toma en cuenta ciertos fenómenos cuánticos, describe la formación de un objeto finito, a partir del colapso gravitacional de una estrella. Se argumenta que efectos cuánticos cambian severamente al espacio-tiempo alrededor de la estrella que colapsa, ocasionando que ocurra una TRANSICIÓN DE FASE en la materia que colapsa, la cual alcanza un nuevo estado condensado exótico y "extremadamente estable" llamado GRAVASTAR, el cual no contradice a las leyes físicas conocidas. El colapso gravitacional de la materia estelar sólo ocurre hasta cierto punto, luego del cual la materia alcanza dicho estado estable, evitando así la formación de la singularidad. La materia colapsada forma una especie de burbuja (esférica) ultra-delgada, ultra-fría y ultra-oscura, que es prácticamente indestructible, aunque flexible. Esta burbuja de materia se encuentra en un nuevo estado, semejante al Condensado de Bose-Einstein.

En el interior de tal burbuja de materia sólo hay espacio-tiempo, el cual está tan curvado que al tomar en cuenta ciertos fenómenos cuánticos, el mismo ejerce una presión hacia afuera, lo cual aumenta la estabilidad de la burbuja de materia colapsada. Si nueva materia cae irremediablemente hacia la Gravastar, la misma es asimilada por la burbuja; sin embargo, es posible que la materia en la vecindad de este objeto, y que esté cayendo hacia el mismo, pueda escapar (antes de atravesar el Horizonte de eventos, por supuesto) o también podría ser re-emitida como otra forma de energía. Esta propiedad hace de las Gravastars emisores de energía mucho más "eficientes" que los AN y podrían ser la explicación de los Estallidos de Rayos Gamma [Gamma Ray Burst] observados hoy día por los satélites. Las Gravastars no poseen muchos de los problemas teóricos de los AN [singularidad, entropía casi infinita, paradojas como: la energía infinita que ganan los fotones cuando alcanzan el horizonte de eventos, etc.], por lo que resultan una alternativa muy atractiva a los AN.

Vistos desde la Tierra, estos objetos tienen la misma astrofísica (las mismas propiedades observacionales) que poseen los AN; es decir, la Gravastar también posee un Horizonte de Eventos, pero no una singularidad; poseen un muy intenso campo gravitacional, el cual también puede robar materia de estrellas vecinas, formando Discos de Acreción y emitiendo así grandes cantidades de radiación. Por lo tanto, todas las evidencias observacionales recolectadas hasta ahora a favor de los AN, podrían re-interpretarse como evidencias a favor de las Gravastars. Aun cuando tales objetos no existan, con esto se ha comprobado que es posible obtener soluciones a las ecuaciones de la Relatividad General que no necesariamente representan AN y que pueden describir el estado final de materia que colapsa gravitacionalmente. Quizás en un futuro se descubra que los AN no existen después de todo, y que el destino final real de la materia que colapsa es algo parecido a una GravaStar.