Mini-universos podem surgir dentro de estrelas

 Gravastar em vez de buraco negro

Uma estrela brilha porque os átomos se fundem em seu interior, liberando energia por esse processo de fusão nuclear. Quando uma estrela muito massiva esgota seu combustível nuclear, a pressão da radiação não consegue mais fornecer força contrária suficiente à gravidade: A estrela então colapsa sob sua própria massa, até que reste apenas um único ponto: a singularidade, o "coração teórico" de um buraco negro. 

Miniuniverso em expansão pode contrabalançar a matéria em colapso de uma estrela, ficando contido em uma estrutura mais palatável do que um buraco negro. [Imagem: Jampolski/Rezzolla/Goethe University Frankfurt]

Parece uma boa explicação, não fosse o fato de que, nesse estágio, as leis da física que conhecemos e usamos para desenhar esse quadro simplesmente deixam de funcionar, tornando impossível prever o que acontece. Embora a formação de um buraco negro pareça plausível (veja a reportagem Não, nós não sabemos como são os buracos negros), restam mais perguntas que respostas: Como dez bilhões de massas solares de uma estrela tão massiva podem se concentrar em um único ponto minúsculo? Como o espaço-tempo pode ser curvado infinitamente nesse ponto, a singularidade?

Além disso, os buracos negros ocultam todas as informações da observação: Tudo, inclusive a luz, desaparece irremediavelmente além do horizonte de eventos.

Isso deixa muitas possibilidades em aberto, e foram essas possibilidades que Daniel Jampolski e Luciano Rezzolla, da Universidade Goethe de Frankfurt, na Alemanha, exploraram agora estudando as estrelas gravitacionais condensadas, ou gravastars - a palavra é um acrônimo para Gra(vitational) va(cuum) star, e poderia ser traduzida como "gravastrela".

Se essa linha de pesquisa estiver correta, é possível que os buracos negros sejam objetos completamente diferentes, muito mais simples: Estrelas ultracompactas, que não podem ser vistas devido à sua intensa gravidade.

Mas a pesquisa da dupla trouxe outras possibilidades ainda mais interessantes.

Além de "substituir" os buracos negros, as gravastars poderiam parecer uma boneca matryoshka, como se um corpo celeste existisse dentro de outro. [Imagem: Jampolski/Rezzolla/Goethe University Frankfurt]

Miniuniverso

As gravastars são mais fáceis de aceitar do que os buracos negros porque elas não envolvem nem uma singularidade e nem um horizonte de eventos e, ainda assim, são quase tão massivas e compactas quanto os buracos negros. O que permanecia incerto era como essas gravastars poderiam se formar e permanecer estáveis.

Os dois pesquisadores conseguiram agora, pela primeira vez, encontrar uma solução dinâmica para as equações de campo da Relatividade Geral de Albert Einstein, que descrevem o colapso de uma estrela, podendo levar à formação de uma gravastar. 

A solução matemática mostrou que o colapso de uma estrela massiva pode desencadear a criação de um miniuniverso dentro da matéria em colapso, não muito diferente do Big Bang do qual o nosso Universo emergiu, só que em uma escala muito menor. Assim como no caso do nosso Universo, a expansão do miniuniverso seria impulsionada pela energia escura. Dessa forma, a expansão do novo Universo contrabalança as forças gravitacionais e impede o colapso da estrela, antes que um buraco negro possa se formar.

Nesse processo, estabelece-se um equilíbrio entre o miniuniverso em expansão e a matéria em colapso, e esse equilíbrio é o que leva à formação de uma gravastar estável.

"Buscar alternativas aos buracos negros não deve implicar ceticismo em relação a eles, que ainda representam a solução mais natural e simples para o colapso gravitacional. No entanto, como cientistas em geral, e como físicos teóricos em particular, é essencial manter uma abordagem imparcial em relação ao que desconhecemos e, portanto, explorar tanto o conhecimento aceito quanto as interpretações mais exóticas. A história nos ensina que não é incomum que estas últimas se tornem aquelas," considerou Rezzolla.

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