Colapso de la concha

Un colapsar de capa es una explicación alternativa propuesta para las observaciones de candidatos a agujeros negros . En este concepto, la materia colapsa sobre el horizonte de sucesos , formando una capa compacta de ultra alta densidad. Al ser del tamaño de una estrella de neutrones (~11 km), este objeto hipotético desvía fuertemente los rayos de luz como un agujero negro, pero no tiene una singularidad central puntual . El término colapsar de capa fue propuesto por primera vez por Trevor W. Marshall en 2009 ^{[ 1 ]} y 2012, ^{[ 2 ]} y luego se estableció más firmemente en 2016. ^{[ 3 ]} Predice la existencia de masas de estrellas de neutrones más allá del límite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff de 2,1 M _☉ , ^{[ 4 ]} proporcionando así una alternativa a los agujeros negros de masa estelar para los cuerpos altamente compactos que se fusionan para producir señales de ondas gravitacionales . 

En 2011, Jun Ni ^{[ 5 ]} exploró el marco teórico de las estrellas de neutrones dentro del contexto de la relatividad general . Discute soluciones a las ecuaciones de campo que no imponen un límite de masa máxima a las estrellas de neutrones, lo que desafía la comprensión convencional de que hay una masa máxima más allá de la cual una estrella de neutrones colapsaría en un agujero negro. Ni introdujo una nueva clase de estrellas de neutrones que pueden existir más allá de este límite tradicional, sugiriendo que estas estrellas podrían tener masas significativamente mayores de lo que se pensaba anteriormente. Acuñó el término "超重星" (Chōjūsei) en japonés, que se traduce como "estrella supermasiva" en inglés, para describir estas estrellas de neutrones que desafían las restricciones de masa establecidas. Luboš Neslušan ^{[ 6 ]} sugirió una solución similar con el mínimo del potencial gravitatorio en la envoltura de la estrella de neutrones en lugar del centro y hace referencia a Ni. deLyra ^{[ 7 ]} muestra modelos similares de objetos de gas compactos con forma de envoltura. Una nueva investigación de Matthew R. Edwards ^{[ 8 ]} incluso sugiere un modelo de universo de capas basado en las soluciones de Ni para reducir la tensión de Hubble .

Un colapso de capa puede estar vacío en su interior ^{[ 9 ]} ya que la dilatación del tiempo retrasa indefinidamente la entrada de partículas de masa. Sin embargo, la solución de Marshall predice una intensa energía de campo gravitatorio allí, que surge de la gravitación einsteiniana en el régimen altamente no lineal. Como la dilatación del tiempo es extrema en la superficie del colapso (justo fuera del horizonte de sucesos), la materia de neutrones que se acumula puede verse como congelada en la capa exterior, como se describe en el modelo del "frozar". ^{[ 10 ] [ 11 ]} Z. Zakir concibe que las fuerzas gravitatorias hacia afuera surgen en el interior y empujan la materia interna hacia la capa del "frozar". ^{[ 12 ]}

El colapsar de capa es un caso especial de gravastar . En el gravastar, una forma exótica de materia estabiliza el objeto con la ecuación de estado de la energía oscura en su interior. El colapsar de capa llega a un resultado similar con materia de estrella de neutrones ordinaria y simplemente las ecuaciones de campo de Einstein que describen una intensa densidad de energía gravitacional, comparable como E/c² a la densidad de materia de neutrones.