¿Y si existen los agujeros negros sin horizonte de sucesos?

Raúl Carballo-Rubio , investigador en la Escuela Internacional para Estudios Avanzados (SISSA), en Italia, ha descrito un modelo matemático que ha combinado ecuaciones de la Relatividad General con un efecto de la mecánica cuántica, la llamada polarización del vacío, para dar con una solución que, teóricamente, es compatible con la existencia de un nuevo tipo de estrella. Este objeto sería fruto de un equilibrio que hasta ahora se había considerado imposible . El hecho de haber mostrado que es posible indica que podría existir un nuevo tipo de estrella que no se ha detectado o bien que otro fenómeno físico, probablemente no conocido, impide su existencia.

«Como consecuencia de las fuerzas atractivas y repulsivas en juego, una estrella masiva puede llegar a ser una estrella de neutrones, o convertirse en un agujero negro», recuerda en un comunicado Carballo-Rubio.

Uno u otro destino dependen de la masa inicial que tenga la estrella. Si es muy pesada, pasará a ser un agujero negro. Si no, se quedará en el estado de estrella de neutrones. Este efecto es resultado del balance que se forma entre distintas fuerzas: por una parte la gravedad se convierte en una fuerza atractiva que «empuja» hacia el centro de la estrella y, por otra, la fuerza repulsiva que existe entre los átomos de dicha estrella «trata de impedirlo», generando la llamada presión de degeneración.

«Pero si la masa de la estrella supera cierto umbral, alrededor de tres masas solares , el equilibrio se rompe y la estrella colapsa a causa del tirón de la fuerza gravitacional», dice el investigador. Es decir, el efecto de la gravedad es más intenso que la «fuerza» que mantiene separados a los átomos. En ese caso, se produce una situación en la que nada es capaz de oponerse a la gravedad. Y el resultado es la aparición de un agujero negro.

Esta es la visión «tradicional» para explicar el destino de las estrellas masivas que mueren. Pero Carballo-Rubio investigó qué ocurriría si se tuvieran en cuenta otras fuerzas de la mecánica cuántica.

Esta fuerza «extra» es resultado del efecto de polarización del vacío , un fenómeno que surge al mezclar la gravedad y la mecánica cuántica, dos grandes marcos teóricos cuya interacción no se comprende y es uno de las lagunas más importantes de la física en la actualidad.

«La novedad es este análisis es que, por primera vez, todos esos ingredientes se han ensamblado en un modelo consistente », explica el físico. «Además se ha mostrado que existe una nueva configuración estelar, y que puede ser descrita de una forma sorprendentemente simple».

Pero una cosa es que algo parezca matemáticamente posible, y otra que esto sea realmente posible. «Aún no está claro si estas configuraciones pueden existir en escenarios astrofísicos , o durante cuánto tiempo durarían si fuera el caso», dice Carballo-Rubio.

En todo caso, estas estrellas ultra-compactas, capaces de mantener el «equilibrio estructural» incluso por encima de las tres masas solares, tendrían, según el investigador, un aspecto similar al de los agujeros negros.

Eso las situaría en el cajón de las cosas que no se pueden observar si no fuera porque la nueva astrofísica de las ondas gravitacionales promete revolucionar lo que sabemos: «Si hay estrellas ultra-compactas en el Universo, similares a agujeros negros pero sin horizontes, quizás será posible detectarlas en las próximas décadas», propone el investigador. Para ello no solo harán falta observatorios de ondas gravitacionales mucho más refinados que los actuales, sino también cálculos teóricos como el realizado en esta ocasión.