Massiva stjärnor tillbringar sina liv med att glatt fusionera atomer och stråla ut energi, tills de får slut på bränsle och gravitationen påminner dem om vem som bestämmer. Det klassiska slutet är ett svart hål – en singularitet så tät att till och med fysikens lagar ger upp. Men en ny teoretisk lösning föreslår en mer ambitiös final: stjärnan kan kollapsa till en gravastjärna, en sorts kosmisk rysk docka som innehåller ett expanderande miniuniversum inuti.
Gravastjärnor är hypotetiska ultra-kompakta objekt som efterliknar svarta håls gravitationella tyngd men hoppar över singulariteten och händelsehorisonten. Istället är de fyllda med mörk energi, som trycker utåt och förhindrar total kollaps. Teoretiska fysikern Daniel Jampolski och professor Luciano Rezzolla vid Goethe-universitetet i Frankfurt har nu föreslagit den första dynamiska lösningen på Einsteins allmänna relativitetsteori som visar hur en kollapsande stjärna kan producera en.
Enligt deras arbete kan kollapsen av en massiv stjärna utlösa födelsen av ett miniatyruniversum inom den kollapsande materien själv – inte olikt vår egen Big Bang. När detta miniuniversum expanderar, trycker dess mörka energi utåt och stoppar kollapsen innan ett svart hål bildas. Resultatet är en stabil gravastjärna. Daniel Jampolski, som utvecklade lösningen under sin masteruppsats, förklarar: "Big Bang av det framväxande universumet kan utspela sig när stjärnan redan har kollapsat nästan till den punkt där den blir ett svart hål."
Forskarna säger att deras lösning svarar på en fråga som forskare har debatterat i ungefär 25 år: hur gravastjärnor kan uppstå från vanlig materia. Rezzolla betonar att utforskandet av alternativ inte innebär att man förkastar svarta hål. "Svarta hål representerar fortfarande den mest naturliga och enklaste lösningen," säger han och tillägger att "som forskare är det viktigt att ha en opartisk inställning till det vi inte vet." Historien, noterar han, har en vana att förvandla det exotiska till det accepterade.