„Makaron” gwiazd neutronowych najtwardszym materiałem wszechświata?
Kanadyjsko-amerykański zespół badawczy znalazł dowody wskazujące, że materiał znajdujący się pod powierzchnią gwiazd neutronowych może być najtwardszym materiałem we wszechświecie. M. E. Caplan, A. S. Schneider i C. J. Horowitz opisali na łamach Physical Review Letters swoje symulacje i uzyskane wyniki.
Nie od dzisiaj wiadomo, że gwiazdy neutornowe charakteryzują się wyjątkowo duża gęstością. Wcześniejsze badania sugerowały, że w związku z tym, powierzchnia gwiazd neutronowych jest niezwykle wytrzymała. Teraz Caplan, Schneider i Horowitz twierdzą, że materiał położony bezpośrednio pod powierzchnią jest jeszcze twardszy niż ona sama.
Astrofizycy teoretyzują, że w gwiazdach neutronowych gęsto upakowane neutrony tworzą pod powierzchnią najróżniejsze kształty. Wiele z nich nazwano „makaronem”. Teraz uczeni postanowili sprawdzić, czy materiał ten może być bardziej gęsty i twardy niż powierzchnia gwiazdy.
Przeprowadzili liczne symulacje, które wykazały, że mamy tam do czynienia z najtwardszym materiałem we wszechświecie. Jest on 10 miliardów razy twardszy od stali. To jednak nie wszystko. Symulacje te dowodzą też, że gwiazdy neutronowe, poprzez swoje silne pole grawitacyjne, mogą zaburzać czasoprzestrzeń. A zaburzenia te są skutkiem nieregularnego charakteru „makaronu” wewnątrz gwiazd. Niewykluczone, że w przyszłości zaobserwujemy fale grawitacyjne wywoływane tymi zaburzeniami.
Komentarze (29)
thikim, 19 września 2018, 19:59
Heh. Tak, może jak pomiary będziemy robić z odległości 10 km
A swoją drogą zawsze chciałem mieć miecz z materii neutronowej, fakt że dużo krzepy trzeba żeby czymś takim machać. Ale jak się machnie - to każdy materiał jest cięty jak powietrze
ex nihilo, 19 września 2018, 20:16
No raczej nie tylko mogą, ale nawet muszą, bo pole grawitacyjne jest zaburzeniem czasoprzestrzeni. Zakładam oczywiście, że AE się w tym nie mylił.
pogo, 19 września 2018, 22:13
@thikim pomyśl, że taki miecz mógłby być bardzo cienki. Taka sztywna, prawie niewidoczna niteczka, która tnie wszystko, czego dotknie...
Chociaż... pewnie to nadal setki kilogramów...
ex nihilo, 19 września 2018, 23:43
Obawiam się, że walnąłeś się o parę rzędów wielkości
Zakładając kwadratowy przekrój 0,01 mm, długość 80 cm i podawaną najczęściej średnią gęstość 1015 g/cm3 wychodzi mi 8000000000 kg... czyli chyba trochę niewygodny do machania by skubaniec był
Reawen, 20 września 2018, 01:24
A z dobrze wyważoną rękojeścią nawet drugie tyle xP
Jajcenty, 20 września 2018, 08:26
Jak się bawić, to się bawić. Jeśli wykuć ten miecz w postaci pręta o przekroju 4 czy nawet 16 neutronów to jesteśmy gdzieś w okolicach 10-10 - 10-8g, możemy jeszcze sporo dołożyć do przekroju
Wietrzę, jednakowoż, problemy. Neutrony dość słabo oddziałują - nazwa zobowiązuje - jak zatem mają coś ciąć? Na szczęście podlegają Pauliemu, więc może coś tam przetną. Drugi problem to brak trwałości, po 15 minutach połowa ostrza będzie z protonów - chyba to nam przeszkadza?
tempik, 20 września 2018, 10:29
Ten problem wystąpi jak już po mieczu nie będzie śladu. Bo co niby zmusi neutrony do grzecznego przytulana się do siebie jak nagle odłożymy bat w postaci gigantycznej grawitacji? chyba, że chcecie machać tym mieczem na powierzchni gwiazdy, ale przecież tam nie da się wykuć żadnego kształtu, tam wszystko jest rozsmarowane na powierzchni.
ta opisywana twardość to rzeczywiście coś niesamowitego i ekstremalnego i nie do wyobrażenia. to zupełnie co innego niż twardość której doświadczamy. Jakby istniał taki stan materii bez grawitacji to można by zrobić malutką prasę którą można by ścisnąć całą Ziemię to kilkusetmetrowej kulki zrobionej z tej samej materii
Krzychoo, 20 września 2018, 10:47
Brakowałoby jeszcze odpowiedniej przyłożonej siły.
Jajcenty, 20 września 2018, 11:10
Polimeryzacja kwarkowa. Neutron to udd, więc trzeba tylko namówić u żeby wymieniał gluony z d z sąsiadującego neutronu: udd...udd...udd , raz spolimeryzowane wysoką grawitacją może być trwałe w warunkach normalnych
coś jak wiązanie wodorowe H3O - dość trwałe nawet okolicy punktu wrzenia.
Sądzę, że taki twór znajduje się w centrach czarnych dziur czy właśnie w gwiazdach neutronowych. Jeśli dostatecznie ścisnąć to się kwarkom miesza, odległości niewielkie, nieoznaczoność szaleje, nikt wie gdzie jest, ani ile pędu ma.... cuda, panie, cuda
próba edycji
tempik, 20 września 2018, 11:53
Archimedes gadał „Dajcie mi punkt podparcia, a poruszę Ziemię” więc siła jest drugorzędna mając tak wspaniały materiał, można by z niego np. zrobić gwint który by zaciskał prasę.
nie słyszałem żeby jakakolwiek teoria zakładała, że w jadrze gwiazdy neutronowej zachodzą takie cuda i neutrony degradowane są do plazmy kwarkowej
Jajcenty, 20 września 2018, 12:08
Ja też nie, ale o z tego? Mówimy o mieczach z utwardzanej powierzchni gwiazdy neutronowej - temat taki trochę s-f? I nie chodzi o plazmę, o coś wręcz przeciwnego o uporządkowane łańcuchy kwarków. Jak patrzę na to, jakie ograniczenia nakładamy na układy kwarkowe, to nie mogę się oprzeć skojarzeniom chemią z XiX i prawami typu prawo stosunków wielokrotnych, czy prawo stałości składu. I tak obie myślę, że chromodynamika jest tam gdzie chemia była w 1800 roku ;P
tempik, 20 września 2018, 12:13
też mam nieodparte wrażenie że brakuje nam jakiegoś klocka, albo klocki zostały ułożone w niepoprawnej kolejności. Ale dopóki zabawka z klocków się nie rozleci to nie ma co budować nowej
thikim, 20 września 2018, 17:38
Fantasy - mylisz fantasy z s-f
Wystarczy tylko pozostać sobą na gwieździe neutronowej
Ale to już coś jak miecze świetlne w Gwiezdnych Wojnach.
Ale pomyślmy: 1015 g/cm3
masa Ziemi 1027 g/cm3
w tym czasie neutrony jako obojętne elektrycznie mogłaby utrzymać sama grawitacja miecza. Nie tak mała jak się wydaje.
Miecz możemy zwiększyć bo był za cienki: dajmy 10 000 razy to już 1019 g/cm3
Tu jeszcze zauważmy że średni czas życia to 15 minut. Możliwe że jednak parę minut dało by się pomachać
Gwiazdy neutronowe mają średnicę 10-25 km. Ale moim zdaniem jeśli już proces zajdzie to nawet przy sporo mniejszej średnicy gwiazda pozostanie stabilna.
Jak myślisz ex nihilo? Jaka może być dolna granica stabilności?
Edycja:
www.if.pw.edu.pl/~wosinska/wyk10_neutronowe.ppt
Tu jest zapisane że gwiazda neutronowa może mieć atmosferę: ciekłą lub stałą? i że na powierzchni gęstość może być rzędu 10do 3 albo mniej.
tempik, 20 września 2018, 18:41
A co pod pojęciem stabilności rozumiesz? Z tego co można wyczytać to gwiazda neutronowa nie jest monolitem i ma skorupę ze zwyczajnego żelaza. Jak gruba ona jest chyba nikt nie wie. Do tego neutrony w jądrze rekombinuja do protonów i elektronów a te z powrotem do neutronów. Jaki jest stan równowagi pewnie też nikt nie wie.
A tak w ogóle to przy tych odległościach i rozmiarach to to są obiekty punktowe i ciężko z potwierdzeniem czegokolwiek.
Więc wszyscy obracają się w zakresie fantasy i s-f
thikim, 20 września 2018, 21:53
Gwiazdy neutronowe mogą istnieć miliardy lat - to jest stabilność właśnie.
A skąd to wrażenie skoro wszystkie doświadczenia mówią że nic nie brakuje
Model Standardowy nie jest tylko potwierdzony. Jest miejscami potwierdzony z dokładnością do kilkunastu miejsc po przecinku.
ex nihilo, 20 września 2018, 22:10
Ciąć, to by cięły - mają pęd, czyli jak przydzwonią w jądra na ich drodze, to zrobią co trzeba
Kiedy zajmowłem się dzisiaj fizyką praktyczną (przenoszenie drewna do szopy) pod beretem różne takie mi latały i m.in. skojarzyła mi się hipoteza "wyspy stabilności" z jądrówki.
(całkiem nieźle dzisiaj Słońce dawało, szkoda, że to już końcówka)
https://pl.wikipedia.org/wiki/Wyspa_stabilności
Niby trochę odległe, ale nie tak całkiem. Chodzi mi tu przede wszystkim o jądra, które nie mają symetrii sferycznej. Np. taki półkilowy atom, długi na 80 cm... może też na jakiejś wyspie stabilności by się znalazł
No niech będzie 1811
Prawdodpodobnie natentychmiast zwinie to w kulkę, a moment później kulka pieeerdolnie jak 183 nażarte zepsutym bigosem diabły
A co, ja Gulczas jestem?
Bardziej serio - by trzeba pogrzebać, może gdzieś policzyli. Grawitacja musi być na tyle duża, żeby zablokować rozpady.
Tutaj coś ze spraw zbliżonych:
http://labfiz.uwb.edu.pl/ptf/zjazd/haens.htm
A ciemniaki?
tempik, 21 września 2018, 07:19
ciemne to pikuś, może za słabe teleskopy po prostu mamy. Ale wszędobylska zasada nieoznaczoności i wirtualne cząsteczki pojawiające się z nikąd. Ja tego nie kupuję i widzę w tym tylko statystyczne metody liczenia czegoś czego nie znamy i ucieczka od istoty sprawy. Zupełnie jak z ciemną energią/materią, jak obserwacja nie zgadza się z teorią to zawsze można dorzucić jakiś parametr żeby było dobrze.
thikim, 21 września 2018, 14:29
A które to doświadczenie potwierdza istnienie ciemniaków? Nie ma takiego. Wszystkie doświadczenia które miały je wykryć zakończyły się fiaskiem.
To wszystko wchodzi w zakres modelu standardowego.
Nie ma na dzień dzisiejszy ani jednego doświadczenia które by przeczyło Modelowi Standardowemu.
Macie na myśli obserwacje. Obserwacje których nie potrafimy wyjaśnić Modelem Standardowym, ale jednocześnie jak to obserwacje - nie pozwalają na weryfikację. Coś tam widzimy, parametrów zmienić nie możemy, wszystkich okoliczności zdarzenia nie znamy.
A choćby takie zdarzenie: zaobserwowano znacznie więcej czarnych dziur niż przypuszczano. I już się zmienia wytłumaczenie obserwacji. Już okoliczności się zmieniły.
A niech się okaże że jednak wymiarów jest więcej. To nie narusza Modelu Standardowego tylko model przestrzeni jaki przyjmujemy.
Jak tak ostatnio o tym myślę to już pisałem że to mogą być jednak dwa niezależne byty (niezależne ale oddziaływające ze sobą):
1. czasoprzestrzeń z grawitacją
2. pola.
I nie będzie się ich nigdy dało połączyć w każdych warunkach - czyli teoria wszystkiego nie powstanie. Owszem, dla mniejszych energii nie trzeba będzie uwzględniać wszystkich pomiędzy nimi relacji - tylko te proste. I dla niskich energii sobie wszystko wyliczymy. Ale dla dużych dojdą pomijane przez nas relacje których nie będziemy w stanie zrozumieć
Będą zawsze dwie niezależne teorie: połowy wszystkiego
thikim, 21 września 2018, 16:43
Edycja:
Jeśli już szukałbym słabości Modelu Standardowego to w jego 30 parametrach swobodnych.
Przy czym znikomo mała zmiana większości z nich sprawiłaby że nie byłoby tego forum
I to jest problem. Jakbyśmy widzieli tarczę zegara bez jego kół zębatych. Jedno koło zmienimy i praca zegara się sypie. Wiemy że są ale nie wiemy dlaczego są takie a nie inne. Nie rozumiemy struktury tego zegara. Ale godzinę z minutami widzimy
Być może nigdy nie zobaczymy tych kół zębatych.
Możemy ułożyć wiele teorii tak jak i wyobrazić sobie wiele różnych kół zębatych dla których wszystko działa.
ex nihilo, 22 września 2018, 23:43
Tak mi się widzi, że mocno Ci się podoba twardy determinizm...
Problem w tym, że determinizm tylko pozornie jest taki prosty i łatwy w użyciu. Świat tak skomplikowany, jak ten nasz, by nie mógł isnieć bez tych wszystkich nieoznaczoności, losowości i innych takich wg Ciebie "ucieczek od istoty sprawy" - by musiał być nieskończenie doskonały.
Z determinizmem i losowością jest tak, że jedno zdarzenie losowe powoduje, że cały układ staje się losowy. Ale w drugą stronę to nie działa - do układu losowego możesz wsadzić dowolną ilość zdarzeń deterministycznych i układ nadal pozostanie losowy pod warunkiem, że będzie w nim przynajmniej jedno zdarzenie losowe.
Zmontuj silnik spasowany na 0.(0) i spróbuj go odpalić
Te różne kwantowe "dziwactwa" to taki smar, który powoduje, że świat się nie zatarł już w pierwszym momencie swojego istnienia i że działa nadal. I klej, który nie pozwala światu się rozsypać.
Doświadczenie galaktyk... Nie potwierdza na 5σ, ale wskazuje na duże pdp niepełności MS.
No i odwrócę Twoje pytanie: a które doświadczenie dowodzi zupełności MS?
No i to w MS jest najfajniejsze - wskazuje na to, że nasz świat powstał jako zdarzenie losowe, z następującym po tym "samodopasowaniem" parametrów.
Gdyby wszystkie dawały się wyliczyć, to by wskazywało na determinizm, przynajmniej w momencie początkowym.
Pdp tych zębatych kół nie zobaczymy... bo chyba ich tam nie ma
Po pierwsze: czasoprzestrzeń z grawitacją to też pole fizyczne, no chyba że przyjmiemy, że to tylko matematyczna abstrakcja ("odległość"),
, co - jak wiesz - bardzo mi się podoba.
a po drugie: nauka od samego początku idzie w kierunku zmniejszenia ilości bytów "pierwotnych". Ideałem byłoby "NIC"
Na razie faktycznie nie udaje się zmontować Teorii Wszystkiego łaczącej wszystkie pola. Przypuszczam, że główną przyczyną jest jakaś dziura w wiedzy, na tyle duża, że na razie nie udaje się jej przeskoczyć. Inna sprawa, że nie da się wykluczyć, że "kwantowej teorii czasoprzestrzeni" nie uda się sformalizować w sposób ścisły, a tym bardziej sprawdzić tego formalizmu doświadczalnie.
tempik, 23 września 2018, 00:48
Po prostu jestem prostym człowiekiem. Wszędzie w koło widzę brak determinizmu i losowość, ale zakładam że na najniższym poziomie jednak jest pełny determinizm. Bez determinizmu nic nie da się przewidzieć/obliczyć. Dopiero obserwacja daje 100% pewności że coś zaszło. Niestabilny atom może rozpaść się po sekundzie, ale nie ma pewności czy nie przeżyje 10^10 lat.
Bez determinizmu nie ma sensu gdybać o scenariuszach końca świata, bo może on się skończyć losowo i w dowolnym czasie tak jak zaczął.
No chyba że jest jakaś bariera która nie przepuszcza dziwactw świata mikro do świata makro. A może ta losowość jest pozorna i wynika z braku gładkości czasoprzestrzeni w małej skali, może jest porowata albo spieniona
ex nihilo, 23 września 2018, 03:28
Masz prawo do takiego założenia. Ale spróbuj znaleźć (deterministyczną oczywiście!) przyczynę tego determinizmu. I przyczynę tej przyczyny... (itd.). Samo Twoje "bo tak bym chciał", to trochę za mało, no chyba, że jesteś Stwórcą.
Jaki mechanizm by tym determinizmem miał sterować? Jest coś takiego na pograniczu matematyki i fizyki , jak "chaos deterministyczny". Tyle że jest on deterministyczny tylko umownie, jako abstrakcja, bo w sytuacjach granicznych okazuje się, że dowolnie mała zmiana parametrów na wejściu może dać dowolnie dużą różnicę na wyjściu. Czyli żeby utrzymać determinizm, konieczna by była nieskończona podzielność i gładkość np. przestrzeni czy czasu (itd.). Ale i to nie pomoże, bo rozwiązanie takiego równania w sposób deterministyczny (analitycznie) staje się niewykonalne w skończonym czasie przy skończonej mocy obliczeniowej. Świat "rozwiązuje" w każdym ułamku sekundy jakąś nieprawdopodobną ilość takich równań. W jaki sposób? Jakiej energii by to wymagało? Losowanie jest bardzo "tanie" energetycznie. To taki "dołek energetyczny", w którym, jak jestem przekonany, siedzi świat.
A może to świat makro jest dziwactwem? Można próbować, i to raczej skutecznie, wyobrazić sobie taki świat mikro, który nie będzie tworzył żadnych w miarę stabilnych struktur makro - wystarczy odrobinę zmienić niektóre parametry i np. nie dojdzie do utworzenia stabilnych atomów. Itp. Czyli będzie mikro bez makro. Ale spróbuj odwrotnie - makro bez mikro... Czyli co tu jest dziwactwem? To mikro tworzy makro, a nie odwrotnie.
Prawdopodobnie jakaś taka jest, ale sprawą podstawową w tym przypadku jest dynamika w tej mikroskali. Już chociażby tylko zmiana wielkości wszechświata wskazuje na istnienie jakiejś dynamiki. Ale i tak już sam brak gładkości by praktycznie wykluczał istnienie twardego determinizmu w skali mikro, czyli ta losowość by nie była pozorna w takim przypadku, a właśnie rzeczywista.
thikim, 23 września 2018, 15:13
A Tobie jednocześnie determinizm kojarzy się z doskonałością. Bezpodstawne skojarzenie
Nie musiał by.
I dlatego napisałem że to jest faktyczna słabość.
Doświadczenie galaktyk to jest jakbyś zaobserwował jedno zderzenie (załóżmy) protonów w LHC i na tej podstawie ogłosił odkrycie cząstki Higgsa.
Tym się właśnie różni doświadczenie: które możemy przeprowadzić wielokrotnie w różnych warunkach i przez różnych ludzi,
od
obserwacji którą wszyscy ludzie widzą taką samą w tych samych warunkach i raz.
Takie coś to nam może dać "podejrzenie" że coś jest nie tak.
Żadne doświadczenie nie dowiedzie zupełności MS. Ale to dotyczy absolutnie każdej teorii. Czy w związku z tym wywalamy wszystkie teorie do kosza?
Nie działa cytowanie to łatwe
Da się obliczyć funkcje prawdopodobieństwa i różne statystyki
Ale... świat bez determinizmu jest piękny. Człowiek odzyskał wolną wolę. Nie wracajmy do smutnego XIX wieku z jego bezpodstawnymi założeniami.
Losowość wynika już z samych pól. Porowatość czasoprzestrzeni o której piszesz to jest kilkanaście rzędów wielkości niższy poziom. Nie sądzę aby istniało przełożenie przez te kilkanaście rzędów wielkości z jednego na drugie. Dla mnie to osobne byty.
Umiemy sobie liczyć i obserwować porowatość pól. Do porowatości czasoprzestrzeni nie docieramy ani matematycznie ani obserwacyjnie.
tempik, 23 września 2018, 22:33
Tanie i dobre
Np. średnią płacę w danym społeczeństwie możesz obliczyć, ale patrząc na jakiegoś przechodnia nie pomoże Tobie to w obliczeniu ile konkretnie zarabia.
No nie bardzo bo jak coś jest losowego to nie ma miejsca na wolną wolę.
Człowiek chyba zawsze będzie szukał determinizmu nawet jak wszystko wskazuje na jego brak. Dlatego w końcu wymyślono dlaczego zdarzają się i kiedy zaćmienia, nie zatrzymano się na tezie że Bóg losowo sobie pstryka włącznikiem.
Jeśli nie ma determinizmu na poziomie molekuł to ludziom chcącym robić zarzuty muzgu i świadomości do jakiejś elektroniki, teleportować się z prędkością światła, zejście w nanotechnologii do pojedynczych molekuł, trzeba powiedzieć:
Porzućcie nadzieję!