La respuesta proviene de la relatividad general. En la teoría newtoniana moderna, la fuerza del campo gravitacional está determinada por la masa del objeto. En GR, la fuerza de la gravedad está determinada por algo llamado ‘tensor de energía de estrés’. Imagen que toma un pequeño cubo de volumen de una estrella: ese cubo tiene una cierta densidad de energía (en gran parte de la masa a través de E = mc ^ 2). Cada cara del cubo también experimenta fuerza de corte en dos dimensiones y presión. Hay seis caras en el cubo, pero cada cara tiene un opuesto con sus fuerzas de cizallamiento / presión alineadas a lo largo de los mismos ejes, por lo que hay un total de diez factores (energía + 3 presión / cizallamiento * 3 caras únicas del cubo) que conforman componentes del tensor simétrico bidimensional de 2º rango. En condiciones “normales”, el componente de densidad de energía domina a los demás, por lo que, en efecto, la magnitud del tensor está determinada por la cantidad de masa, que es la aproximación newtoniana. Sin embargo, en condiciones más extremas, los otros componentes, particularmente la presión, comienzan a ser significativos.
Así que imagina el siguiente escenario: tienes una estrella muy grande que se contrae un poco. La contracción hace que la presión aumente, y el aumento de la presión aumenta la magnitud del tensor de energía de estrés, lo que a su vez aumenta la fuerza de la gravedad, lo que hace que la estrella se contraiga un poco más. El resultado es un ciclo de retroalimentación positiva en el que la fuerza de la gravedad aumenta sin límites. No es infinito, pero crece hasta que es lo suficientemente fuerte como para aplastar cualquier materia que haya en un volumen arbitrariamente pequeño. La presión que supones que detendría el colapso es en realidad lo que impulsa el colapso aún más. En el papel, no hay nada para evitar que el volumen caiga a cero.
Al calcular los números, resulta que la cantidad de masa necesaria para impulsar la presión hasta el punto de inflexión es extrema, pero no tan extrema: unas pocas masas solares pueden hacerlo.
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