Atunci când o stea uriașă moare, ea poate degenera într-o gaură neagră sau într-o stea de neutron superdens. Dar, în cerul de noapte, se întâmplă uneori lucruri străine. Iată câteva tipuri de stele, împotriva cărora gaura neagră pare plictisitoare și neinteresantă.
Înainte de a continua, ar trebui să spunem câteva cuvinte despre caracteristicile generale ale majorității vedetelor. Steaua obișnuită este un cheag uriaș de plasmă luminată, constând în principal din hidrogen, dar conține și o serie de alte elemente. Masa stelelor poate varia foarte mult, de la mici pitici roșii, până la super-giganti albastri.
Când o stea ajunge la sfârșitul vieții sale, se poate întâmpla unul din cele două lucruri. Stele cu o masă mică sau medie trec printr-o scurtă perioadă de expansiune, îngustând apoi un pitic alb - o copie palidă a unei vechi stele care poate exista aproape pentru totdeauna. Dar dacă steaua este suficient de masivă, va exploda, formând o supernova și apoi transformă într-o stea neutronică sau o gaură neagră.
Pentru a înțelege mai bine natura stelelor, care vor fi discutate mai târziu, trebuie mai întâi să ne oprim la steaua neutronică. Numai numele sugerează că, în principal, constă în neutroni. Conform conceptului modern al acestor stele, ele au un strat exterior de atomi înconjurat de electroni liberi; Mai profund sunt protonii și neutronii, iar ultimii sunt mult mai mari. Un amestec de neutroni liberi și de electroni, precum și nuclei, este chiar mai profund. Dar nu știm prea multe despre ceea ce nucleul unei stele neutronice este de la sine.
Dar cel mai interesant începe când gravitația devine suficientă pentru a stoarce materia stea într-o sferă cu un diametru de 30 de kilometri. Cu o asemenea densitate incredibilă, materia ia forme noi, degenerate, numite neutroni. Și dacă densitatea devine mai puternică decât poate rezista această materie, steaua se prăbușește complet și ia forma unei găuri negre.
Deci, pentru moment, totul pare destul de simplu. Dar dacă există și alte tipuri de stele mici între stelele neutronice și găurile negre? În final, o stea compactă ar trebui să aibă o masă de zece ori mai mare decât masa Soarelui pentru a deveni o gaură neagră, dar masa de stele neutronice este mai mare de 1,5-3 ori solare. Ce este între acești doi indicatori? Aici încep lucruri ciudate.
Motivul pentru care stelele neutroni sunt capabile să reziste forțelor enorme de gravitate se află în proprietatea cuantică cunoscută sub numele de "degenerarea presiunii". Aceasta este atunci când materia ajunge la o asemenea densitate încât particulele pot exista separat doar pentru că legile mecanicii cuantice le interzic să ocupe aceleași stări cuantice. Dat fiind că neutronii individuali sunt mult mai mici decât atomii, aceștia sunt mult mai ușor de presați împreună în cadrul unei stele neutronice, pe care nici chiar cele mai strânse structuri atomice nu le pot face.
Și ce se întâmplă când nu mai este dens? În teorie, neutronii încep să fie împărțiți în propriile lor părți, numite cuarci. Neutronii constau dintr-un top și doi cuarți inferiori, care, la rândul lor, se pot transforma în rudele lor mai grele - "cuarci ciudați". Și tot acest uriaș terci de particule se numește "materie ciudată".
Deci, dacă această stea ipotetică are cuarci superioară și inferioară, se numește quark și dacă conține și un număr mare de s-quarks. atunci se numește o stea ciudată. Dar există într-adevăr asemenea stele? Problema este că nu știm prea multe despre ecuațiile care reglementează comportamentul materiei degenerate de neutroni și a quark-degeneratelor, deci nu putem ști sigur.
Dar nu este nevoie să pierdem speranța - poate că nu avem dovezi teoretice, dar datele empirice sunt complete. Datorită teoriei, avem o idee despre cum arată astfel de stele. Cea mai apropiată stea, considerată a fi neutron, este la 150 de ani lumină distanță de Pământ și este codificată RX J1856.5-3754. Diametrul său este de numai 11 kilometri. Există, de asemenea, 3C58 - o altă stea neutronică, care prezintă rate de răcire foarte ridicate. Problema este că diametrul primei și diferența de temperatură a celei de-a doua stele depășesc proprietățile pe care, potrivit oamenilor de știință, le pot avea stelele neutronice.
Ambele stele au devenit imediat primii candidați la stele de quark, deși majoritatea oamenilor de știință nu sunt încă pregătiți să tragă concluzii definitive. La urma urmei, nimeni nu știe exact ce stele de neutron ar trebui să fie într-adevăr, deci nu poți fi sigur că abaterile pe care le observăm sunt de fapt așa.
Cu toate acestea, există mai multe semne de existență a stelelor quark. Ideea este că, dacă o stea neutronică degenerează într-o stea de cuarcă, cu siguranță vom observa acest lucru, deoarece se eliberează o cantitate extraordinară de energie - 10 ^ 47 jouli. Există o opinie că aceste explozii se află în spatele celor mai intense explozii de raze gama pe care le observăm.
Și, deși acest lucru este în prezent la nivelul teoriei, cunoștințele despre stelele cuter se acumulează treptat. Poate că ele vor deveni pentru noi ce au fost găuri negre pentru generațiile anterioare - un obiect spațial controversat, pentru recunoașterea căruia până acum nu există suficiente dovezi. Odată ce volumul de informații despre găurile negre a atins un punct critic, după care acest fenomen a fost ușor acceptat în cercurile științifice.
Se scufundă mai adânc: stele preonice
Este posibil să se dezvolte ideea de degenerare și să se imagineze ce se va întâmpla cu quark-ul materiei atunci când devine atât de dens încât nu poate consta din particule separate. Există două opțiuni. Conform primului, gravitatea general acceptată va suprima complet totul, dând particule o densitate infinită, ducând la formarea unei găuri negre.
Dar există un alt punct de vedere alternativ. Neutronii constau din cuarci ... Ce se întâmplă dacă și cuarcile nu sunt integrale și, la rândul lor, constau din particule și mai fundamentale? Dacă acest lucru este adevărat, atunci între steaua quarc și o gaură neagră există un intermediar, denumit în continuare „preons stele th„constând din particule sub-sub-sub-atomice - preons. Prionii au fost propuși ca obiecte indivizibile, care, în anumite combinații, formează orice alt tip de particule.
Dar această teorie armonioasă contrazice modelul standard. care până acum a fost un mare ajutor în explicarea naturii universului, deși nu fără marginile aspre. Modelul preion este destul de nepopular printre fizicieni. Dar există șanse să o recunoaștem - până când nimeni nu a demonstrat existența bosonului Higgs. care, după cum știm, anulează complet toate teoriile despre preoni.
Ceva medie: vedetele Electroslumb
Să uităm despre cuarci și preoni și să ne întoarcem la modelul convențional în care stelele masive pot deveni găuri de neutroni sau negre. Acum, imaginați-vă că steaua neutronică a atins gravitația critică și este pe punctul de a deveni o gaură neagră. În acest proces, temperatura crește atât de mult încât forțele nucleare slabe devin electroweak.
Forțele electrostatice probabil că nu există de când universul timpuriu sa răcit la o anumită temperatură. Dar stelele neutronice cu densitatea "corectă" pot reînvia această forță. Și ce înseamnă asta? Una dintre proprietățile forței electroweak este capacitatea de a transforma cuarcii în leptoni - particule care sunt mult mai ușoare decât un electron sau un neutrino.
Pierderea unei astfel de cantități semnificative de masă este însoțită de eliberarea unei energii enorme și aceasta ar trebui să fie suficientă pentru a opri distrugerea finală a stelei. Starurile electrozlumb pot persista de milioane de ani înainte de a degrada din nou într-o gaură neagră.
Și acum ceva destul de diferit: stelele Boson
Până în acest moment, toate stelele despre care am vorbit, compus (cel puțin inițial) de fermioni - particule din familia căreia îi aparțin și electroni și protoni și neutroni, quarci. Dar dacă o stea se poate forma dintr-un grup complet diferit de particule - bosoni? Bosonii, în teorie, reprezintă legătura prin care interacționează fermiunile elementare.
Dar există posibilitatea ca bosoanele să-și poată forma propriul tip de materie. Astfel de particule ar trebui să aibă o masă mică și să fie stabile. Și dacă astfel de bosoni au un loc de a fi, ei se pot uni, formând o stea. Iar faptul că nici o dovadă a existenței unor astfel de stele acolo, nu se opresc fizicienii de la speculații cu privire la acest subiect, deoarece există câteva motive interesante de ce știința nu neagă existența lor.
Faptul este că, dacă steaua bosonului este undeva, este, cel mai probabil, centrul galaxiei. În special, observăm mai multe galaxii cu așa-numitele nuclee galactice active, care în nucleul lor sunt mult mai strălucitoare decât s-ar aștepta. Acolo este posibil să se ascundă stelele bosonului.
Se crede că s-ar fi putut forma în timpul unor condiții gravitaționale extreme în stadiile incipiente ale dezvoltării universului. Acest fapt este confirmat indirect de faptul că majoritatea galaxiilor cu nuclei activi sunt observate în părțile cosmice la distanță (deci cele mai vechi).
Înregistrări similare:
Virusul sub numele necomplicat M13 are șansa de a schimba lumea. O echipă de oameni de știință din laboratorul din Berkeley, cu ajutorul ingineriei genetice, ar putea face ca virusul M13 să aloce suficientă energie pentru a alimenta un mic ecran LED. În ciuda teribilului nume, virusul nu reprezintă o amenințare pentru [...]
Soarele, fără de care viața pe planeta noastră este imposibilă (deși, pe de altă parte, soarele poate deveni principala amenințare la această viață) este acum în stadiul de activitate înaltă. Dovada acestui lucru poate fi cel puțin câteva rachete puternice, care în istoria modernă au condus [...]