Gravastar

Gravastar on hypoteettinen astrofyysinen esine, jota ehdotetaan  teoreettiseksi vaihtoehdoksi mustalle aukolle . Gravastar-teorian kehittivät Emil Mottola New Mexicon kansallisesta laboratoriosta ja Paul Mazur Etelä-Carolinan yliopistosta [1] . Termi "gravastar" itsessään on lyhenne englanninkielisistä sanoista, jotka tarkoittavat " gravitational vacuum star " [2] . Kun kehitettiin ensimmäisiä mustien aukkojen teorioita, perustavanlaatuisia fysikaalisia rajoituksia, kuten Planckin pituus ja Planckin aika , ei vielä tiedetty , joten gravastar-teoria on yritys "modernisoida" mustien aukkojen teoriaa sisällyttämällä siihen kvanttimekaanisia vaikutuksia . siinä .  

Rakenne

Gravastar-teoria perustuu Einsteinin yleiseen suhteellisuusteoriaan ja käyttää myös kvanttimekaniikan yleismaailmallista "pienimmän pituuden" käsitettä. Tämä arvo tunnetaan nimellä Planckin pituus  - luonnollinen pituusyksikkö, koska se sisältää vain perusvakiot : valon nopeuden , Planckin vakion ja gravitaatiovakion .

Planckin pituus on:

≈ 1,616199(97)⋅10 −35 m [3] [4] [5] ,

missä:

Kvanttiteorian mukaan Planckin pituutta pienemmät kohteet ovat periaatteessa havaitsemattomia. Tällä on suuri merkitys gravastaarin rakenteen kannalta, koska yleisestä suhteellisuusteoriasta seuraa, että erittäin suuren massan ympärillä on alue, joka on "mitamaton" ulkouniversumille, koska tällä alueella sininen siirtymä , valon aallonpituus lähestyy magnitudia ja tulee sitten pienemmäksi kuin Planckin pituus. Tätä aluetta kutsutaan "gravitaatiotyhjiöksi".

Mazur ja Mottola ehdottivat, että tämän alueen ulkopuolella olisi erittäin tiheä aineen muoto, Bose-Einstein-kondensaatti . Laboratorio-olosuhteissa bosonit voidaan jäähdyttää absoluuttista nollaa lähellä oleviin lämpötiloihin . Tällaisessa voimakkaasti jäähtyneessä tilassa riittävän suuri määrä atomeja on mahdollisimman pienissä kvanttitiloissa ja kvanttivaikutukset alkavat ilmetä makroskooppisella tasolla. Ulkopuoliselle tarkkailijalle gravastarin ydin vastaa ominaisuuksiltaan Bose-Einstein-kondensaattia, ja se voidaan havaita vain Hawking-säteilyn ansiosta . Mustien aukkojen havaitseminen on mahdollista vain tähtitieteellisillä havainnoilla röntgenalueella , ja gravastarit voidaan havaita samalla tavalla.

Mazur ja Mottola ehdottivat, että gravastaarin keinotekoinen luominen voisi selittää universumimme ja monien muiden universumien alkuperän , koska kaikki aine, joka jättää romahtavan tähden, kulkee keskusreiän läpi uuteen ulottuvuuteen, jonka jälkeen se laajenee ikuisesti. nykyaikaisten Big Bang -teorioiden mukaisesti . Tämä "uusi ulottuvuus" kohdistaa ulkoista painetta Bose-Einsteinin kondensaattikerrokseen ja suojaa sitä myöhemmältä tuholta.

Gravastar - malli voi toimia työkaluna kuvaamaan kuinka pimeä energia kiihdyttää maailmankaikkeuden laajenemista . Eräs mahdollinen versio gravastar-teoriasta käyttää Hawkingin säteilyä keinona vaihtaa energiaa "äiti" ja "tuotettujen" universumien välillä, mutta tämä näkökulma aiheuttaa suurta kiistaa tiedeyhteisössä.

Gravaastarin muodostuminen voi myös auttaa selittämään äkillisten ja voimakkaiden gammasäteilypurkausten esiintymisen .

Vertailu mustiin aukkoihin

Gravastar-teoria on suunniteltu ratkaisemaan mustien aukkojen teorian kannattajien ja perusfysiikan kannattajien välisiä erimielisyyksiä eliminoimalla ilmeiset ristiriidat kvanttifysiikan laitteiston avulla [6] .

Tapahtumahorisontti

Gravastarissa tapahtumahorisontti ei ole hyvin määritelty pinta. Jokaisella valon aallonpituudella on oma "tapahtumahorisonttinsa", jonka sisällä tasaisessa aika-avaruudessa oleva tarkkailija ei voi koskaan mitata tuota aallonpituutta painovoiman punasiirtymän vuoksi .

Gravastarin dynaaminen vakaus

On olemassa näkemys, että tietyissä olosuhteissa gravastar, samoin kuin "klassinen" musta aukko, eivät ole vakaita, jos ne pyörivät [7] . Jotkut paperit ovat osoittaneet, että pyörivä gravastar voi olla vakaa tietyllä kulmanopeudella , kuoren paksuudella ja tiiviydellä. On myös mahdollista, että jotkin gravastarit voivat olla fyysisesti stabiileja kosmologisella aikaskaalalla [8] . Kuten muissa teoreettisissa tutkimuksissa on osoitettu, gravastaarin olemassaolon mahdollisuuden perustelu ei sulje pois mustien aukkojen mahdollisuutta [9] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Mustat aukot imevät amerikkalaisia ​​tiedemiehiä . Haettu 11. helmikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 11. helmikuuta 2015.
  2. ↑ Los Alamosin tutkija sanoo, että "mustat aukot" eivät ole lainkaan reikiä . Los Alamosin kansallinen laboratorio. Haettu 10. huhtikuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 13. joulukuuta 2006.
  3. ↑ Keskipoikkeama suluissa . Siten Planckin pituuden arvo voidaan esittää seuraavissa muodoissa : ] 10 −35 m
  4. ↑ NIST , " Planckin pituus Arkistoitu 22. marraskuuta 2018 Wayback Machinessa "   , NIST:n julkaisu , Arkistoitu 13. elokuuta 2001 Wayback Machinen CODATA - vakioissa
  5. ↑ Fyysiset perusvakiot – täydellinen luettelo . Haettu 10. helmikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 8. joulukuuta 2013.
  6. ↑ Stenger, Richard . Onko mustan aukon teoria täynnä kuumaa ilmaa? , CNN.com (22. tammikuuta 2002). Arkistoitu alkuperäisestä 10. joulukuuta 2017. Haettu 10. huhtikuuta 2014.
  7. ↑ Vitor Cardoso; Paolo Pani; Mariano Cadoni & Marco Cavaglia (2007), Äärimmäisen kompaktien astrofysikaalisten objektien ergoalueen epävakaus, arΧiv : 0709.0532 [gr-qc]. 
  8. ↑ Chirenti, Cecilia; Rezzolla, Luciano. Ergoalueen epävakaus pyörivissä gravastareissa  (englanniksi)  // Physical Review D  : Journal. - 2008. - lokakuu ( osa 78 , nro 8 ). - doi : 10.1103/PhysRevD.78.084011 . - . - arXiv : 0808.4080 . Arkistoitu alkuperäisestä 4. maaliskuuta 2016.
  9. ↑ Rocha; Miguelote; Chan; da Silva; Santos & Anzhong Wang (2008), Rajatut retkeilytalligravastarit ja mustat aukot, arΧiv : 0803.4200 [gr-qc]. 

Kirjallisuus

Linkit