A teoria visa explicar alguns problemas físico-teóricos dos buracos negros, propondo uma alternativa a eles
Uma das previsões centrais da relatividade geral é que, no final, a gravidade vence. As estrelas fundirão o hidrogênio em novos elementos para combater a gravidade e podem se opor a ela por um tempo. Elétrons e nêutrons exercem pressão para contrariar a gravidade, mas sua estabilidade contra essa atração constante limita a quantidade de massa que uma anã branca ou estrela de nêutrons pode ter. Tudo isso pode ser combatido reunindo mais massa. Além de cerca de três massas solares, mais ou menos, a gravidade dominará todas as outras forças e colapsará a massa em um buraco negro.
Embora os buracos negros tenham uma grande quantidade de evidências teóricas e observacionais para provar a sua existência, a teoria dos buracos negros não é isenta de problemas. Por um lado, a relatividade geral prevê que a massa se comprime até uma singularidade infinitamente densa onde as leis da física entram em colapso. Esta singularidade é envolta por um horizonte de eventos, que serve como ponto de não retorno para qualquer coisa devorada pelo buraco negro. Ambos são problemáticos, por isso há uma longa história de tentativas de encontrar alguma alternativa. Algum mecanismo que impede a formação de singularidades e horizontes de eventos.
Uma alternativa é uma estrela gravitacional do vácuo ou estrela gravitacional condensada, comumente chamada de gravastar. Foi proposto pela primeira vez em 2001 e aproveita o fato de que a maior parte da energia do universo não é matéria regular ou mesmo matéria escura, mas sim energia escura. A energia escura impulsiona a expansão cósmica, então talvez pudesse se opor ao colapso gravitacional em altas densidades.
O modelo gravastar original propunha uma espécie de condensado de Bose-Einstein de energia escura rodeado por uma fina camada de matéria regular. O condensado interno garante que a gravastar não tenha singularidade, enquanto a densa camada de matéria garante que a gravastar pareça semelhante a um buraco negro vista de fora. Ideia interessante, mas há dois problemas centrais.
Uma delas é que a casca é instável, principalmente se a gravastar estiver girando. Existem maneiras de ajustar as coisas apenas para torná-las estáveis, mas essas condições ideais provavelmente não ocorrerão na natureza. O segundo problema é que as observações de ondas gravitacionais de grandes fusões de corpos confirmam o modelo padrão de buraco negro. Mas um novo modelo Gravastar poderá resolver alguns desses problemas.
O novo modelo basicamente aninha vários gravastars, um pouco como aquelas bonecas Matryoshka aninhadas. Em vez de uma única camada envolvendo energia escura exótica, o modelo tem várias camadas aninhadas com energia escura entre elas. Os autores referem-se a este modelo como nestar, ou nested gravastar. Este modelo alternativo torna a gravastar mais estável, uma vez que a tensão da energia escura é mais bem equilibrada pelo peso das conchas. A estrutura interior do nestar também significa que as ondas gravitacionais de um nestar e de um buraco negro são mais semelhantes, o que significa que tecnicamente a sua existência não pode ser descartada.
Dito isto, até os autores observam que não existe um cenário provável que possa produzir nestars. Provavelmente não existem, e é quase certo que o que observamos como buracos negros são verdadeiros buracos negros. Mas estudos como este são excelentes para testar os limites da relatividade geral. Eles nos ajudam a compreender o que é possível dentro da estrutura da teoria, o que por sua vez nos ajuda a compreender melhor a física gravitacional.
