Однородная пылевая сфера начинает сжиматься под собственной тяжестью. Внутри неё, как спасательный пузырь, надувается область с отрицательным давлением — пузырь де Ситтера. Он расширяется, замедляется у самого края падения и застывает на радиусе Шварцшильда. Так рождается гравастар — компактный объект без горизонта и сингулярности.
Коллапс Оппенгеймера–Снайдера, сжатие однородной пыли в чёрную дыру, служит отправной точкой. Внутрь коллапсирующей пыли вводится расширяющийся пузырь де Ситтера с отрицательным давлением, изначально нулевого размера. Пространство-время разбивается на три области: внутренняя де Ситтера, промежуточная пылевая и внешняя Шварцшильда. Условия сшивки на границах обеспечивают непрерывность метрики, а на границе де Ситтера возникает поверхностное натяжение и поверхностная плотность энергии. Вместо прямого моделирования от начальных условий авторы интегрируют уравнение назад во времени от финального состояния гравастара, что позволяет найти необходимую тонкую настройку параметров.
Пространство параметров разделяется сепаратрисой — границей между разными исходами эволюции. Ниже неё коллапс приводит к чёрной дыре, выше — к неравновесной конфигурации, а на самой линии — к гравастару. Каждая точка сепаратрисы соответствует бесконечно тонкой настройке, но таких точек бесконечно много. Это даёт бесконечное семейство начальных условий для рождения гравастара. Обнаружен предел компактности: для успешного образования гравастара начальная компактность пылевой сферы должна удовлетворять C = M/R̄₂ ≤ 3/8 = 0.375, что лишь немного меньше предела Бухдаля 4/9 ≈ 0.444. При большей компактности коллапс неизбежно заканчивается чёрной дырой.
Работа впервые демонстрирует, что в рамках классической общей теории относительности, без высших кривизн и квантовых поправок, возможен коллапс, который не завершается ни сингулярностью, ни горизонтом событий. Это отличается от соседних работ, где формирование безгоризонтных объектов либо постулировалось, либо требовало модифицированной гравитации. Здесь же используется минимальное расширение коллапса Оппенгеймера–Снайдера добавлением пузыря де Ситтера, что делает модель прозрачной и проверяемой. Результат ставит вопрос о том, насколько реалистична тонкая настройка, необходимая для рождения гравастара, и может ли она возникать естественно, например, из квантовых флуктуаций или конформной аномалии.
Спасательный пузырь, надувающийся внутри рушащейся звезды и застывающий у самой границы падения, — так можно описать рождение гравастара. В будущем необходимо проверить устойчивость полученных объектов к нерадиальным возмущениям и исследовать более реалистичные уравнения состояния. Возможно, тонкая настройка окажется менее жёсткой при учёте квантовых эффектов. Открытым остаётся вопрос, какие начальные условия в реальном коллапсе более вероятны: ведущие к чёрной дыре или к гравастару.
Предел компактности 3/8 для рождения гравастара оказывается удивительно близок к пределу Бухдаля 4/9 для стабильных звёзд, хотя возникает из совершенно других соображений — причинности, а не устойчивости.