/https%3A%2F%2Fs3.eu-central-1.amazonaws.com%2Fmedia.my.ua%2Ffeed%2F53%2Fde51666adf9586a0e811b72b69d5cdc8.jpg)
Дуже дивна фізика: що відбувається всередині найщільніших об'єктів у Всесвіті
Одними з найдивніших об'єктів у Всесвіті та найщільнішими серед відомих є нейтронні зірки. Астрофізики точно не знають, що відбувається в них усередині, але припускають, що там можна побачити дуже дивну фізику, яка виходить за межі нашого розуміння. Астрофізик Пол Саттер розповідає, що, як вважають учені, може відбуватися всередині нейтронних зірок.
Про це пише Space.
Нейтронні зірки являють собою ядра зірок, які вибухнули надновою і це найщільніші об'єкти у Всесвіті. Зазвичай нейтронні зірки мають діаметр приблизно 20 км, але їхня маса в кілька разів більша, ніж у Сонця. У найзовнішніх шарах нейтронних зірок щільність у мільярди разів більша, ніж в алмазу. У ядрах нейтронних зірок величезний тиск може розчавити ядра атомів і, можливо, навіть протони і нейтрони, з яких складаються ці ядра.
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
Гравітація на поверхні нейтронних зірок настільки велика, що найбільші "гори" мають висоту всього кілька міліметрів. Ці поверхні складаються з важких ядер атомів, стиснутих у кристалічну решітку, серед яких вільно плавають електрони.
Глибше існує ще більша гравітація, яка призводить до появи екзотичної матерії. Зазвичай можна втиснути лише певну кількість нейтронів у ядро атома, перш ніж воно розвалиться через ефекти сильної взаємодії. Але гравітація нейтронної зірки на глибині приблизно в кілометр дозволяє ядрам атомів утримувати сотні нейтронів одночасно.
На глибині понад кілометр навіть ці неймовірні за розміром ядра атомів розпадаються і нейтрони починають виходити з них. Зазвичай будь-які вільні нейтрони розпадаються приблизно за 15 хвилин. Але в надрах нейтронної зірки нейтрони залишаються стабільними і вільно переміщуються.
На глибині приблизно 2 км у нейтронній зірці матерія набуває, можливо, найдивнішої форми. Вона називається "ядерна паста". У цій області, де кора переходить у ядро, умови призводять до появи дивних великих грудкуватих ядер атомів.
Нижче окремі грудки стискаються разом у довгі трубки, схожі на спагеті. Потім "спагеті" сплавляються разом, утворюючи "лазанью", яка потім зливається в єдину однорідну масу. Область "ядерної пасти" має товщину всього 100 метрів, але її маса в 3000 разів більша, ніж у Землі.
Ще нижче ядра атомів руйнуються, оскільки вони не можуть підтримувати свої структури в області з найсильнішою гравітацією. Тут нейтрони, протони і деякі електрони вільно переміщаються. А те, що насправді відбувається в ядрі нейтронної зірки, є предметом численних суперечок, оскільки місцева фізика виходить за межі нашого розуміння.
Астрофізики вважають, що зовнішня область ядра нейтронної зірки являє собою надплинне середовище, де нейтрони можуть вільно переміщатися з нульовою в'язкістю і нульовим тертям. Протони, що залишилися, на цій глибині є надпровідниками, без електричного опору. На цих глибинах протони і нейтрони стиснуті разом настільки щільно, наскільки це можливо. Ця область нейтронної зірки, по суті, являє собою єдине макроскопічне атомне ядро, пов'язане разом не сильною взаємодією, а чистою гравітацією.
Нейтрони в цій області допомагають підтримувати зірку в стабільному стані і не дають їй стиснутися під впливом гравітації.
Про те, що відбувається в найглибших областях ядра нейтронної зірки, вчені мають неясне уявлення. Вважається, що щільність у самому внутрішньому ядрі вища, ніж у ядрі атома. У вчених немає можливості відтворити ці умови в лабораторії, тому існують лише теоретичні моделі, які допомагають пояснити місцеву дивну фізику.
У деяких моделях нейтрони зберігають свій надплинний стан. В інших моделях можуть виникати різні форми матерії, такі як гіперони, дельти і бозонні конденсати. Це можливо, тому що нейтрони і протони складаються з більш дрібних частинок, званих кварками. У цих умовах кварки можуть об'єднуватися по-різному в ситуаціях, які були б нестабільними в будь-якому іншому середовищі.
В інших моделях усі протони і нейтрони повністю розпадаються, утворюючи суміш кварків і глюонів, носіїв сильної взаємодії.
Але все це лише припущення. Найближча нейтронна зірка розташована за сотні світлових років від нас, і навіть якби ми змогли її розкрити, то механізми, які створюють такі екзотичні умови, будуть зруйновані.
Як уже писав Фокус, астрономи виявили невідому раніше молекулярну хмару, в якій мають з'явитися зірки. Але найімовірніше в цій хмарі процес зореутворення не відбудеться. Тепер це найближча до нас хмара молекулярного водню.
