Οι επιστήμονες μελετούν εδώ και χρόνια ένα ασυνήθιστο κοσμικό αντικείμενο που «λειτουργεί» σαν μαύρη τρύπα, μοιάζει με
Το πρόβλημα είναι ότι αυτό το αντικείμενο —υποθετικός. Οι επιστήμονες δεν κατάφεραν ακόμη να τα παρατηρήσουν στο διάστημα. Το αν αυτά τα μυστηριώδη αντικείμενα υπάρχουν πραγματικά είναι ένα μεγάλο ερώτημα. Ωστόσο, σε μια πρόσφατη μελέτη, ένας φυσικός από την Ινδία μπορεί να ανακάλυψε μια νέα ιδιότητα των αστεριών Buchdahl που μπορεί να βοηθήσει στην απάντηση αυτής της ερώτησης.
Πώς λειτουργούν οι μαύρες τρύπες;
Σε γενικές γραμμές, οι αστρονόμοι συμφωνούν ότιμαύρες τρύπες υπάρχουν πραγματικά. Οι επιστήμονες παρατηρούν παντού στοιχεία της ύπαρξής τους (η High-Tech έγραψε προηγουμένως για τα κύρια στοιχεία της ύπαρξής τους).
Η ιδέα ενός καλλιτέχνη για τη γειτονιά μιας μαύρης τρύπας. Εικονογράφηση: ESO/L. Calcada
Οι αστρονόμοι καταλαβαίνουν επίσης πώς σχηματίζονται οι μαύροιτρύπες: αυτά είναι τα απομεινάρια της καταστροφικής βαρυτικής κατάρρευσης τεράστιων αστεριών. Όταν πεθαίνουν, καμία δύναμη στη φύση δεν μπορεί να υποστηρίξει το δικό τους βάρος. Επομένως, αυτά τα καταδικασμένα αντικείμενα συνεχίζουν να «πιέζονται» επ’ άπειρον.
Νεκρά αστέρια
Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν καταλαβαίνουν ακόμη πώςένα αντικείμενο μπορεί να συρρικνωθεί χωρίς να μετατραπεί σε μαύρη τρύπα. Οι αστρονόμοι γνωρίζουν ήδη για την ύπαρξη λευκών νάνων, οι οποίοι «ζυγίζουν» σαν τον Ήλιο, αλλά έχουν το μέγεθος της Γης. Οι φυσικοί μελετούν επίσης τη φύση των άστρων νετρονίων, τα οποία συμπιέζουν περαιτέρω τη μάζα του άστρου στο μέγεθος μιας πόλης. Αλλά είναι άγνωστο αν υπάρχει ένα ακόμη μικρότερο αντικείμενο που κατάφερε να αποφύγει να γίνει μαύρη τρύπα.
Αστέρια του Buchdal
Το 1959, ο Γερμανοαυστραλός φυσικός ΧανςΟ Buchdahl μελέτησε πώς ένα «ιδανικό αστέρι» (το οποίο είναι μια ιδανική σφαιρική συστάδα ύλης) μπορεί να συμπεριφερθεί εάν συμπιεστεί όσο το δυνατόν περισσότερο. Καθώς η συστάδα της ύλης γινόταν όλο και μικρότερη, η πυκνότητα του αντικειμένου αυξανόταν, γεγονός που έκανε τη βαρυτική έλξη πιο έντονη. Χρησιμοποιώντας υπολογισμούς από τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν, ο Buchdahl βρήκε ένα απόλυτο κατώτερο όριο στο μέγεθος ενός «αστέρου» που είναι όσο το δυνατόν πιο πυκνό χωρίς να μετατραπεί σε μαύρη τρύπα. Είναι ίσο με τα 9/4 της μάζας του «αστέρου» πολλαπλασιαζόμενο με τη σταθερά βαρύτητας του Νεύτωνα (G) και διαιρούμενο με την ταχύτητα του φωτός (299 792 458 m/s) στο τετράγωνο.
Έτσι, χάρη στους υπολογισμούς, ο επιστήμονας έλαβετο πιο πυκνό αντικείμενο στο διάστημα. Αν όμως το συμπιέσεις έστω και λίγο, τότε το όριο Buchdahl θα ξεπεραστεί και το αστέρι θα γίνει μαύρη τρύπα. Κάτω από αυτή την τιμή, ένα αντικείμενο πρέπει πάντα να γίνεται μαύρη τρύπα, τουλάχιστον σύμφωνα με τη Γενική Σχετικότητα.
Τι ανακάλυψε ο επιστήμονας;
Αναζήτηση εξωτικών αντικειμένων που βρίσκονταιΣτην άκρη αυτού του ορίου, τα λεγόμενα αστέρια Buchdahl, έχουν γίνει δημοφιλής αναζήτηση τόσο για τους θεωρητικούς όσο και για τους παρατηρητές, δήλωσε ο Paul M. Sutter, ερευνητής καθηγητής αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο SUNY Stony Brook και στο Ινστιτούτο Flatiron στο New York. Σε μια νέα μελέτη, ο Naresh Dadhich, φυσικός στο Διαπανεπιστημιακό Κέντρο Αστρονομίας και Αστροφυσικής στο Pune της Ινδίας, μπορεί να έχει ανακαλύψει μια εκπληκτική ιδιότητα που έχουν τέτοια σώματα. Μίλησε για τις ανακαλύψεις του σε ένα άρθρο που δημοσιεύτηκε στον διακομιστή preprint arXiv.org, το οποίο δεν έχει ακόμη αξιολογηθεί από ομοτίμους.
Εικονογράφηση: NASA
Dadhich, που ονομάζει τα αστέρια του Buchdahl«προσομοιωτές μαύρης τρύπας», μελέτησαν τι συμβαίνει στην ενέργεια ενός υποθετικού αστεριού όταν αρχίζει να καταρρέει σε «οριακά αντικείμενα». Αφού έκανε τους υπολογισμούς, ανακάλυψε κάτι εκπληκτικό: τη στιγμή που το αστέρι έφτασε στο όριο Buchdahl, η συνολική κινητική ενέργεια ήταν ίση με τη μισή δυναμική ενέργεια.
Αυτή η αναλογία ισχύει για πολλούςκαταστάσεις στην αστρονομία όταν η δύναμη της βαρύτητας βρίσκεται σε ισορροπία με άλλες. Αυτό σημαίνει ότι, θεωρητικά, τα αστέρια Buchdahl μπορούν να υπάρχουν ως ένα σταθερό αντικείμενο με ήδη καλά μελετημένες ιδιότητες.
«Ο ορίζοντας γεγονότων της μαύρης τρύπας μας εμποδίζειμια ιδέα για το τι υπάρχει μέσα του. Μπορούμε όμως να μελετήσουμε από τι είναι φτιαγμένα τα αστέρια του Buchdahl. Με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να καταλάβουμε πώς είναι το εσωτερικό μιας μαύρης τρύπας», εξηγεί ο συγγραφέας της μελέτης στο Live Science.
Τελευταίο πρόβλημα
Το να βρεις το αστέρι του Μπούχνταλ είναι άλλο θέμα.Μέχρι σήμερα, δεν υπάρχει γνωστή διάταξη της ύλης που θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα τέτοιο αντικείμενο. Αλλά η έρευνα του Dadich δείχνει πώς μπορεί να λειτουργήσει. Θα χρειαστεί περισσότερη έρευνα για να κατανοήσουμε ποιες άλλες ιδιότητες έχουν αυτά τα εξωτικά αντικείμενα και τι μπορούν να πουν στους επιστήμονες για τις μαύρες τρύπες.
Διαβάστε περισσότερα:
Το Blazar, το οποίο βρέθηκε πριν από 20 χρόνια, αποδείχθηκε ότι ήταν ένα ακραίο αντικείμενο
Η TESS ανακάλυψε μια «νέα Γη»: ένας πέτρινος πλανήτης με νερό βρίσκεται στην κατοικήσιμη ζώνη
Δείτε τις συνέπειες της σύγκρουσης δύο αστέρων το 1181