Gravastar

En  gravastar är ett hypotetiskt astrofysiskt objekt som föreslås som ett teoretiskt alternativ till ett svart hål , gravastarteorin utvecklades av Emil Mottola från New Mexico National Laboratory och Paul Mazur från University of South Carolina [1] . Termen "gravastar" i sig är en akronym för engelska  ord som betyder " gravitationsvakuumstjärna " [2] . När man utvecklade de första teorierna om svarta hål var grundläggande fysiska begränsningar, såsom Plancklängden och Plancktiden , ännu inte kända , så gravastar-teorin är ett försök att typ "modernisera" teorin om svarta hål genom att inkludera kvantmekaniska effekter i den .

Struktur

Gravastarteorin bygger på Einsteins allmänna relativitetsteori och använder även det universella begreppet "minsta längd" som finns inom kvantmekaniken. Detta värde är känt som Plancklängden  - en naturlig längdenhet, eftersom det bara inkluderar grundläggande konstanter : ljusets hastighet , Plancks konstant och gravitationskonstanten .

Plancklängden är:

≈ 1,616199(97)⋅10 −35 m [3] [4] [5] ,

var:

Enligt kvantteorin är föremål som är mindre än Plancklängden i princip omöjliga att observera. Detta har stor betydelse för gravastarns struktur, eftersom det följer av den allmänna relativitetsteorin att det finns ett område runt en gravastar med mycket stor massa som är "omätbart" för det yttre universum, eftersom det i denna region, p.g.a. det blå skiftet närmar sig ljusets våglängd i magnitud och blir sedan mindre än Plancklängden. Denna region kallas "gravitationsvakuum".

Mazur och Mottola föreslog att det skulle finnas en mycket tät form av materia, Bose-Einstein-kondensatet , utanför denna region . Under laboratorieförhållanden kan bosoner kylas till temperaturer nära absolut noll . I ett så starkt kylt tillstånd befinner sig ett tillräckligt stort antal atomer i sina minsta möjliga kvanttillstånd, och kvanteffekter börjar manifestera sig på makroskopisk nivå. För en extern observatör kommer kärnan av en gravastar i egenskaper att närma sig ett Bose-Einstein-kondensat, och kan endast observeras på grund av Hawking-strålning . Detektering av svarta hål är endast möjlig med astronomiska observationer i röntgenområdet , och gravastjärnor kan detekteras på samma sätt.

Mazur och Mottola föreslog att den artificiella skapandet av en gravastar kunde förklara ursprunget till vårt universum och många andra universum , eftersom all materia, som lämnar en kollapsande stjärna, kommer att passera genom det centrala hålet till en ny dimension, varefter den kommer att expandera för alltid, i enlighet med moderna Big Bang- teorier . Denna "nya dimension" utövar externt tryck på Bose-Einstein kondensatlagret och skyddar det från ytterligare förstörelse.

Gravastarmodellen kan fungera som ett verktyg för att beskriva hur mörk energi påskyndar universums expansion . En möjlig version av gravastar-teorin använder Hawking-strålning som ett sätt att utbyta energi mellan "moder" och "genererade" universum, men denna synvinkel orsakar stor kontrovers i det vetenskapliga samfundet.

Bildandet av en gravastar kan också hjälpa till att förklara förekomsten av plötsliga och intensiva utbrott av gammastrålar .

Jämförelse med svarta hål

Gravastar-teorin är utformad för att lösa meningsskiljaktigheter mellan anhängare av teorin om svarta hål och grundläggande fysik, vilket eliminerar uppenbara motsägelser genom användning av kvantfysikens apparat [6] .

Händelsehorisont

I en gravastar är händelsehorisonten inte en väldefinierad yta. Varje ljusvåglängd har sin egen "händelsehorisont" inom vilken en observatör i platt rymdtid aldrig kan mäta den våglängden på grund av gravitationsrödförskjutning .

Gravastarens dynamiska stabilitet

Det finns en synpunkt att under vissa förhållanden är gravastaren, liksom det "klassiska" svarta hålet, inte stabila om de roterar [7] . Vissa tidningar har visat att en roterande gravastar kan vara stabil vid en viss vinkelhastighet , skaltjocklek och kompakthet. Det är också möjligt att vissa gravastars kan vara fysiskt stabila på kosmologiska tidsskalor [8] . Som framgår av andra teoretiska studier utesluter inte bevisningen av möjligheten att det finns en gravastar att det finns svarta hål [9] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Svarta hål suger i amerikanska forskare . Hämtad 11 februari 2015. Arkiverad från originalet 11 februari 2015.
  2. ↑ Los Alamos-forskaren säger att "svarta hål" inte alls är hål . Los Alamos National Laboratory. Hämtad 10 april 2014. Arkiverad från originalet 13 december 2006.
  3. ↑ Standardavvikelse inom parentes . Således kan värdet på Plancklängden representeras i följande former : −35 m
  4. ↑ NIST , " Planck length Archived 22 November 2018 at the Wayback Machine "   , NIST:s publicerade Arkiverad 13 augusti 2001 på Wayback Machine CODATA konstanter
  5. ↑ Grundläggande fysiska konstanter - komplett notering . Hämtad 10 februari 2015. Arkiverad från originalet 8 december 2013.
  6. ↑ Stenger, Richard . Är svarthålsteorin full av varm luft? , CNN.com (22 januari 2002). Arkiverad från originalet den 10 december 2017. Hämtad 10 april 2014.
  7. ↑ Vitor Cardoso; Paolo Pani; Mariano Cadoni & Marco Cavaglia (2007), Ergoregion instability of ultra-compact astrophysical objects, arΧiv : 0709.0532 [gr-qc]. 
  8. ↑ Chirenti, Cecilia; Rezzolla, Luciano. Ergoregion instability in rotating gravastars  (engelska)  // Physical Review D  : journal. - 2008. - Oktober ( vol. 78 , nr 8 ). - doi : 10.1103/PhysRevD.78.084011 . - . - arXiv : 0808.4080 . Arkiverad från originalet den 4 mars 2016.
  9. ↑ Rocha; Miguelote; Chan; da Silva; Santos & Anzhong Wang (2008), Bounded excursion stabil gravastars and black holes, arΧiv : 0803.4200 [gr-qc]. 

Litteratur

Länkar