Μία νέα επαναστατική θεωρία εξηγεί πως γεννιούνται και πως λειτουργούν οι μαύρες τρύπες στο Σύμπαν. Οι μαύρες τρύπες είναι τα πιο μυστηριώδη αντικείμενα στο Σύμπαν, ικανά να παραμορφώσουν τον ιστό του χώρου γύρω τους τόσο βίαια που ούτε το φως μπορεί να ξεφύγει από τη βαρυτική τους ισχύ. 

Τα πιο ισχυρά διαστημικά και επίγεια τηλεσκόπια έχουν επιτρέψει στους επιστήμονες να αποκτήσουν αρκετές πληροφορίες ακόμη και απευθείας εικόνες των μαύρων τρυπών αρχίζοντας να τοποθετούν κάποια κομμάτια στο παζλ της ύπαρξης και της φύσης αυτών των διαστημικών σωμάτων.

Μια νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση «Physical Review D» στηρίζει μια επαναστατική θεωρία που έχει αναπτυχθεί για τις μαύρες τρύπες η οποία αναφέρει ότι πρόκειται για εντελώς διαφορετικές, αντισυμβατικές, κοσμικές οντότητες που έχουν ονομαστεί γκράβασταρ (gravastar, GRAvitational VAcuum STAR).

Τα γκραβαστάρ είναι υποθετικά αστρονομικά αντικείμενα η ύπαρξη των οποίων διατυπώθηκε στις αρχές του 21ου αιώνα ως μια εναλλακτική ιδέα για το τι είναι οι μαύρες τρύπες. «Τα γκράβασταρ μπορούν να ερμηνευθούν ως αστέρια κατασκευασμένα σκοτεινή ενέργεια: τον ίδιο τύπο ενέργειας που ωθεί την επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος», αναφέρει ο Ζοάο Λούις Ρόσα καθηγητής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Γκντανσκ στην Πολωνία, εκ των επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.

Τα γκράβασταρ θα πρέπει να προκύψουν στο τελικό στάδιο της εξέλιξης των αστεριών μεγάλης μάζας, όταν η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη θερμοπυρηνική καύση της ύλης μέσα τους δεν είναι πλέον αρκετή για να υπερνικήσει τη δύναμη της βαρύτητας και το άστρο καταρρέει σχηματίζοντας ένα πολύ πυκνότερο αντικείμενο, διαδικασία ίδια με αυτή που η κρατούσα θεωρία αναφέρει για τη δημιουργία των μαύρων τρυπών Όμως, σε αντίθεση με τις μαύρες τρύπες, τα γκράβασταρ δεν προβλέπεται να έχουν πολλές ιδιαιτερότητες και πιστεύεται ότι είναι λεπτές σφαίρες ύλης των οποίων η σταθερότητα διατηρείται από τη σκοτεινή ενέργεια που διαθέτουν.

Οι ομοιότητες

Για να μάθουν εάν τα γκράβασταρ είναι βιώσιμη εξήγηση για τις μαύρες τρύπες ο Ρόσα και οι συνεργάτες του εξέτασαν την αλληλεπίδραση των σωματιδίων και της ακτινοβολίας με αυτά τα υποθετικά αντικείμενα.

Χρησιμοποιώντας τις θεωρίες του Αϊνστάιν οι ερευνητές εξέτασαν πώς θα εμφανίζονταν οι τεράστιες μάζες καυτής ύλης που περιβάλλουν τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες εάν αυτές οι μαύρες τρύπες ήταν όντως γκράβασταρ. Εξέτασαν επίσης εξονυχιστικά τις ιδιότητες των «καυτών σημείων» – γιγάντιες φυσαλίδες αερίου που περιφέρονται γύρω από τις μαύρες τρύπες με ταχύτητες σχεδόν φωτός.

Τα ευρήματά τους αποκάλυψαν εντυπωσιακές ομοιότητες μεταξύ των εκπομπών ύλης των γκράβασταρ και των μαύρων τρυπών, υποδηλώνοντας ότι οι τα γκράβασταρ δεν έρχονται σε αντίθεση με τις πειραματικές παρατηρήσεις των επιστημόνων για το Σύμπαν. 

Ακόμα, η ομάδα διαπίστωσε ότι το γκράβατσαρ θα πρέπει να εμφανίζεται σχεδόν σαν μια μοναδική μαύρη τρύπα, δημιουργώντας μια ορατή σκιά.

«Αυτή η σκιά δεν προκαλείται από την παγίδευση του φωτός στον ορίζοντα γεγονότων, αλλά από ένα ελαφρώς διαφορετικό φαινόμενο που ονομάζεται ‘βαρυτική ερυθρή μετατόπιση’ η οποία υποχρεώνει το φως να χάνει ενέργεια όταν κινείται μέσα από μια περιοχή με ισχυρό βαρυτικό πεδίο. Πράγματι, όταν το φως που εκπέμπεται από περιοχές κοντά σε αυτά τα εναλλακτικά αντικείμενα φτάσει στα τηλεσκόπια μας, το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειάς του θα είχε χαθεί στο βαρυτικό πεδίο, προκαλώντας την εμφάνιση αυτής της σκιάς», είπε ο Ρόσα.

Οι εντυπωσιακές ομοιότητες μεταξύ του μοντέλου μιας μαύρης τρύπας όπως αυτή καταγράφεται στην κρατούσα θεωρία και των γκράβαταρ αναδεικνύουν τις δυνατότητες του τελευταίου ως μια ρεαλιστική εναλλακτική λύση, απαλλαγμένη από τις θεωρητικές παγίδες των ιδιομορφιών. Ωστόσο, αυτή η θεωρία πρέπει να υποστηριχθεί με πειράματα και παρατηρήσεις, τα οποία οι συγγραφείς της μελέτης πιστεύουν ότι θα κάνουν την εμφάνιση τους σύντομα.