Gravastar

En  gravastar er et hypotetisk astrofysisk objekt foreslået som et teoretisk alternativ til et sort hul , gravastar-teorien blev udviklet af Emil Mottola fra New Mexico National Laboratory og Paul Mazur fra University of South Carolina [1] . Selve udtrykket "gravastar" er et akronym for engelske  ord, der betyder " gravitationsvakuumstjerne " [2] . Da man udviklede de første teorier om sorte huller, var grundlæggende fysiske begrænsninger, såsom Planck-længden og Planck-tiden , endnu ikke kendt , så gravastar-teorien er et forsøg på at "modernisere" teorien om sorte huller ved at inkludere kvantemekaniske effekter i den .

Struktur

Gravastar-teorien er baseret på Einsteins generelle relativitetsteori og bruger også det universelle begreb om "mindste længde", der findes i kvantemekanikken. Denne værdi er kendt som Planck-længden  - en naturlig længdeenhed, da den kun inkluderer grundlæggende konstanter : lysets hastighed , Plancks konstant og gravitationskonstanten .

Planck længden er:

≈ 1,616199(97)⋅10 −35 m [3] [4] [5] ,

hvor:

Ifølge kvanteteorien er objekter mindre end Planck-længden i princippet uobserverbare. Dette har stor betydning for gravastarens opbygning, da det følger af den generelle relativitetsteori, at der er et område omkring en gravastar med meget stor masse, der er "umåleligt" for det ydre univers, da der i denne region, pga. det blå skift nærmer lysets bølgelængde sig i størrelsesorden og bliver så mindre end Planck-længden. Denne region kaldes "gravitationsvakuum".

Mazur og Mottola foreslog, at der ville være en meget tæt form for stof, Bose-Einstein-kondensatet , uden for denne region . Under laboratorieforhold kan bosoner afkøles til temperaturer tæt på det absolutte nulpunkt . I en sådan stærkt afkølet tilstand befinder et tilstrækkeligt stort antal atomer sig i deres mindst mulige kvantetilstande, og kvanteeffekter begynder at manifestere sig på makroskopisk niveau. For en ekstern observatør vil kernen af ​​en gravastar i egenskaber tilnærme sig et Bose-Einstein-kondensat og kan kun observeres på grund af Hawking-stråling . Påvisning af sorte huller er kun mulig med astronomiske observationer i røntgenområdet , og gravastjerner kan detekteres på samme måde.

Mazur og Mottola foreslog, at den kunstige skabelse af en gravastar kunne forklare oprindelsen af ​​vores univers og mange andre universer , fordi alt stof, der forlader en kollapsende stjerne, vil passere gennem det centrale hul til en ny dimension, hvorefter det vil udvide sig for evigt, i overensstemmelse med moderne Big Bang -teorier . Denne "nye dimension" udøver et eksternt pres på Bose-Einstein kondensatlaget og beskytter det mod yderligere ødelæggelse.

Gravastar-modellen kan tjene som et værktøj til at beskrive, hvordan mørk energi accelererer udvidelsen af ​​universet . En mulig version af gravastar-teorien bruger Hawking-stråling som et middel til at udveksle energi mellem "moder" og "genererede" universer, men dette synspunkt forårsager stor kontrovers i det videnskabelige samfund.

Dannelsen af ​​en gravastar kan også være med til at forklare forekomsten af ​​pludselige og intense udbrud af gammastråler .

Sammenligning med sorte huller

Gravastar-teorien er designet til at løse uoverensstemmelser mellem tilhængere af teorien om sorte huller og grundlæggende fysik, og eliminere åbenlyse modsætninger gennem brug af kvantefysikkens apparat [6] .

Begivenhedshorisont

I en gravastar er begivenhedshorisonten ikke en veldefineret overflade. Hver bølgelængde af lys har sin egen "begivenhedshorisont", inden for hvilken en observatør i flad rumtid aldrig kan måle denne bølgelængde på grund af gravitationel rødforskydning .

Gravastarens dynamiske stabilitet

Der er et synspunkt om, at gravastaren, såvel som det "klassiske" sorte hul, under visse forhold ikke er stabile, hvis de roterer [7] . Nogle papirer har vist, at en roterende gravastar kan være stabil ved en vis vinkelhastighed , skaltykkelse og kompakthed. Det er også muligt, at nogle gravastjerner kan være fysisk stabile på kosmologiske tidsskalaer [8] . Som vist i andre teoretiske undersøgelser, udelukker underbyggelsen af ​​muligheden for eksistensen af ​​en gravastar ikke muligheden for eksistensen af ​​sorte huller [9] .

Se også

Noter

  1. ↑ Sorte huller suger amerikanske videnskabsmænd . Hentet 11. februar 2015. Arkiveret fra originalen 11. februar 2015.
  2. ↑ Los Alamos-forsker siger, at 'sorte huller' slet ikke er huller . Los Alamos National Laboratory. Hentet 10. april 2014. Arkiveret fra originalen 13. december 2006.
  3. ↑ Standardafvigelse i parentes . Værdien af ​​Planck-længden kan således repræsenteres i følgende former : 10 −35 m
  4. ↑ NIST , " Planck length Archived 22 November 2018 at the Wayback Machine "   , NIST's offentliggjorte Arkiveret 13. august 2001 på Wayback Machine CODATA konstanter
  5. ↑ Grundlæggende fysiske konstanter - komplet liste . Hentet 10. februar 2015. Arkiveret fra originalen 8. december 2013.
  6. ↑ Stenger, Richard . Er sort hul-teori fuld af varm luft? , CNN.com (22. januar 2002). Arkiveret fra originalen den 10. december 2017. Hentet 10. april 2014.
  7. ↑ Vitor Cardoso; Paolo Pani; Mariano Cadoni & Marco Cavaglia (2007), Ergoregion-ustabilitet af ultrakompakte astrofysiske objekter, arΧiv : 0709.0532 [gr-qc]. 
  8. ↑ Chirenti, Cecilia; Rezzolla, Luciano. Ergoregion instability in rotating gravastars  (engelsk)  // Physical Review D  : journal. - 2008. - Oktober ( bind 78 , nr. 8 ). - doi : 10.1103/PhysRevD.78.084011 . - . - arXiv : 0808.4080 . Arkiveret fra originalen den 4. marts 2016.
  9. ↑ Rocha; Miguelote; Chan; da Silva; Santos & Anzhong Wang (2008), Bounded excursion stabile gravastars and black holes, arΧiv : 0803.4200 [gr-qc]. 

Litteratur

Links