Una stella che collassa può creare un mini-universo invece di un buco nero: svolta nelle equazioni di Einstein
I buchi neri potrebbero non essere quello che sembrano. Almeno non tutti. Le stelle che collassano potrebbero non formare la singolarità nascosta nell’orizzonte degli eventi, ma creare un minuscolo nuovo universo al loro interno. È quanto mostra una nuova soluzione alle leggi della Relatività Generale di Albert Einstein, in grado di spiegare come il collasso di una stella massiccia possa generare un oggetto ultracompatto alternativo, noto come gravastar.
Le gravastar avrebbero densità e massa paragonabili a quelle dei buchi neri, il che le renderebbe estremamente difficili da rilevare a causa della loro intensa attrazione gravitazionale. A differenza dei buchi neri non conterrebbero però una singolarità o un orizzonte degli eventi. Al contrario, sotto i loro strati esterni di materia ordinaria, sarebbero piene di energia oscura, che produrrebbe una pressione verso l’esterno contrastando la gravità e impedendone il collasso totale.
Per molti fisici, le gravastar rappresentano un’alternativa interessante perché superano alcuni dei limiti teorici associati ai buchi neri. Una domanda fondamentale è però rimasta senza risposta per decenni: come si formano effettivamente le gravastar?
La nascita di un mini-universo dal collasso di una stella
I fisici teorici Daniel Jampolski e il professor Luciano Rezzolla della Goethe University di Francoforte hanno proposto quella che definiscono “la prima soluzione dinamica” alle equazioni della Relatività Generale di Albert Einstein. Secondo la loro ricerca, pubblicata sulla rivista Physical Review D, il collasso di una stella massiccia potrebbe innescare la nascita di un universo in miniatura all’interno della materia stessa in collasso. “Questo universo appena formato non sarebbe molto diverso dal Big Bang che ha dato origine al nostro cosmo” spiegano i ricercatori. “Come nel nostro universo, l’energia oscura ne guiderebbe l’espansione”.
L’espansione di questo mini-universo eserciterebbe una pressione verso l’esterno, contrastando l’attrazione gravitazionale. “Ciò potrebbe arrestare il collasso prima che si formi un buco nero” precisano i due fisici. “Il risultato è un equilibrio stabile tra il materiale stellare in collasso e l'universo interno in espansione. Tale equilibrio crea una gravastar”.
Jampolski, che ha sviluppato la soluzione durante la sua tesi di laurea magistrale, ha aggiunto: “Il Big Bang dell’universo nascente può verificarsi quando la stella è già collassata quasi al punto di diventare un buco nero”. È proprio il comportamento della materia compressa a densità così estreme, ancora poco compreso, a lasciare aperta la possibilità di nuovi fenomeni fisici. “È più plausibile che nuovi effetti emergano solo in una fase molto avanzata del collasso, quando la materia ha già raggiunto densità estreme”.
Rezzolla sottolinea però che esplorare scenari alternativi non equivale a rifiutare i buchi neri. “La ricerca di alternative ai buchi neri non deve suggerire scetticismo nei loro confronti, poiché questi rappresentano ancora la soluzione più naturale e semplice al destino del collasso gravitazionale. Tuttavia, come scienziati in generale, e come fisici teorici in particolare, è essenziale mantenere un approccio imparziale verso ciò che non conosciamo e quindi esplorare sia le teorie consolidate sia le interpretazioni più esotiche. La storia ci insegna che non è raro che queste ultime si trasformino nelle prime”.
