Μαύρες Τρύπες και Gravastars: Δίδυμα Σκοτάδια

Σε προηγούμενο άρθρο συζητήθηκε η ύπαρξη των μιμητών των μαύρων τρυπών και οι όποιες διαφορές στη δομή και τις ιδιότητές τους σε σχέση με τις κλασικές μαύρες τρύπες. Ένα αντικείμενο στο Σύμπαν, μια συναρπαστική εναλλακτική των μελανών οπών είναι τα gravastars. Τα βαρυτικά αστέρια κενού (gravitational vacuum stars) παρουσιάζουν εξαιρετικό ενδιαφέρον, καθώς αν αποδειχθεί η ύπαρξή τους θα απαντήσουν σε  μερικά από τα μεγαλύτερα αινίγματα του Σύμπαντος.

 Ας γυρίσουμε, όμως,  24 χρόνια πίσω, στο 2001. Τότε που οι Pawel Mazur και Emil Mottola, δύο θεωρητικοί φυσικοί, ρίχνουν στο τραπέζι μια ανατρεπτική ιδέα προτείνοντας τα gravastars, ένα μυστηριώδες και ιδιόμορφο μοντέλο, εξίσου παράξενο με τις μαύρες τρύπες. Εξωτερικά, δε διαφέρουν σε τίποτα από τις μαύρες τρύπες. Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία δεν εκπέμπουν ούτε αντανακλούν, οπότε τρόπος να δούμε τι υφίσταται στο εσωτερικό τους δεν υπάρχει – το κοσμικό σκοτάδι παραμένει. Βαρυτικά, το αποτύπωμα του πεδίου τους θα ταυτιζόταν με αυτό των μαύρων τρυπών εφόσον οι τελευταίες μπορούσαν να ανιχνευθούν μεμονωμένα. Ωστόσο, η λεπτομερής μελέτη των βαρυτικών κυμάτων που παράγονται – για παράδειγμα κατά τη συγχώνευση τέτοιων σωμάτων – μπορεί να αποκαλύψει διαφορές μεταξύ των μελανών οπών και των gravastars, προσφέροντας ενδεχομένως έναν τρόπο διάκρισης μεταξύ τους.

Οι σημαντικές διαφορές, λοιπόν, εντοπίζονται στο εσωτερικό τους. Ας θυμηθούμε, πρώτα, τι συμβαίνει στη ζωή ενός άστρου. Πρακτικά, πρόκειται για μια – άνιση – μάχη μεταξύ της βαρύτητας που “σπρώχνει” το άστρο προσπαθώντας να το συμπιέσει και του εσωτερικού του αστεριού που κάνει το αντίθετο μέσω πυρηνικών αντιδράσεων – μια αλυσίδα συντήξεων από το υδρογόνο σε βαρύτερα στοιχεία – που παράγουν πίεση προς τα έξω. Όπως προβλέπει, όμως, η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Einstein, άστρα με αρχική μάζα μεγαλύτερη των οκτώ ηλιακών μαζών φτάνουν στο τέλος της ζωής τους σε μια υπερκαινοφανή έκρηξη. Το τι θα απομείνει από αυτή την κοσμική έκρηξη εξαρτάται από το αστρικό υπόλειμμα: αν αυτό ξεπερνά τις τρεις ηλιακές μάζες η βαρύτητα κερδίζει. Αποτέλεσμα αυτού; Η κατάρρευση του άστρου σε ένα σημείο άπειρης πυκνότητας, τη μοναδικότητα, στο οποίο παύουν να ισχύουν οι νόμοι της φυσικής όπως τους γνωρίζουμε και από το οποίο τίποτα δεν μπορεί να δραπετεύσει – ούτε το φως. 

Τι θα συνέβαινε, άραγε, αν ένα άστρο είχε στη διάθεσή του έναν ασυνήθιστο σύμμαχο ενάντια στη βαρυτική του μοίρα; Στην περίπτωση των gravastars ο σύμμαχος αυτός είναι η ενέργεια κενού (κάτι σαν τη σκοτεινή ενέργεια που επιταχύνει τη διαστολή του Σύμπαντος), μια εξωτική μορφή ενέργειας που βρίσκεται στο εσωτερικό τους και είναι ο λόγος της τόσο σθεναρής αντίστασης απέναντι στη συντριπτική βαρυτική έλξη.  Αντί, δηλαδή, η κατάρρευση να συνεχιστεί μέχρι τη δημιουργία μοναδικότητας, η διαδικασία σταθεροποιείται. Το αποτέλεσμα είναι μια ασυνήθιστη, αλλά σταθερή δομή, που παραμένει σκοτεινή και προς το παρόν απρόσιτη – όπως εκείνη που προσπαθεί να μιμηθεί. 

Σε ένα Σύμπαν που οι μαύρες τρύπες αποτελούν το απόλυτο όριο της φυσικής μας κατανόησης, τα gravastars έρχονται να μας προταθούν ως μια εναλλακτική ιστορία. Δε γνωρίζουμε (ακόμα) αν αυτά τα θεωρητικά αντικείμενα υπάρχουν ή αν πρόκειται για μια όμορφα προσεγμένη μαθηματική κατασκευή. Όμως κάθε ιδέα που αμφισβητεί το προφανές, ανοίγει πόρτες σε αχαρτογράφητα εδάφη, στα οποία θα επιχειρήσουμε να “πατήσουμε” σε επόμενο άρθρο. Το ταξίδι στο μυστήριο μόλις ξεκίνησε.