Spør en Spaceman: Rare Fysikk av Quark-Stjerner (Hvis De Finnes)

0
21

Spør en Spaceman: Rare Fysikk av Quark-Stjerner (Hvis De Finnes)

Av Elizabeth Howell, Space.com Bidragsyter |

17 oktober 2018 05:10 pm ET

  • MER

Kreditt: Shutterstock

Plass er en fantastisk fysikk laboratorium, fordi vi kan se stjerner og andre objekter oppfører seg under ekstreme forhold. Space.com spaltist og astrofysiker Paul Sutter forklarer hvordan quark stjerner arbeid i den nyeste episoden av “Spør en Astronaut.”

I Episode 10 av Facebook Se serien, Sutter sier at emnet quark stjerner er så komplisert, han kommer til å ta tre episoder, for å forklare dem. Denne episoden er Del 1. “Det er noen episoder av denne serien som er bare kommer til å bli en enveis tur til sjargong byen, og dette vil være en av dem,” advarer han. Vi vet ikke engang om quark stjerner eksisterer, men Sutter belyser prinsippene bak dem.

Quark-stjerner, teoretisk sett, er stellar kjerner som er så fast sammen at noen typer fundamentale partikler i kjernen, for eksempel protoner og nøytroner, som har brutt ned i sine bestanddeler, som kalles kvarker. [8 Uforståelig Astronomi Mysterier]

Hvis quark stjernene eksisterte, ville de være nesten ufattelig tett — men hvordan kunne slike stjerner holde fra å kollapse enda mer? Denne episoden går inn i noen detaljer om et fenomen som kalles “degenererthet press.” Sutter kort berørt dette konseptet i Episode 9, der han snakket om hvordan normale stjerner brenne gjennom ulike elementene som sine kjerner gjennomgå fusion. Når en stjerne som ligger omtrent 20 til 25 ganger massen til solen vår sikringer elementer for lang nok til å nå strykejern, det konverterer til en ultradense, by-størrelse nøytron-stjerners. Forfall press er den kraft som stopper et nøytron-stjerners fra kollapse enda lenger.

Her er hvordan det trykket fungerer: Partikkelfysikk forutsetter at to ioner (eller byggesteinene i et atom — elektroner, protoner og nøytroner) kan ikke okkupere samme quantum staten. Med andre ord, to ioner kan ikke ha identiske spinn stillinger -, energi-nivåer eller andre karakteristiske egenskaper.

Vi kan enkelt se flere eksempler på dette partikkel-fysikk-konseptet i aksjon. I en vanlig atom elektronene er fordelt i baner rundt kjernen, i flere energi “skjell,” fordi ikke alle av elektroner kan være på lavest mulig energi nivå, Sutter sier. Et annet eksempel er et metall, som er motstandsdyktig mot deformasjoner på grunn av degenererthet press. Vi kan også oppdage denne type partikkel fysikk i aksjon i metallisk hydrogen (som er funnet i kjernene av gass gigantiske planeter som Jupiter) eller hvit dverg stjerner (end state av en sol-lignende stjerne som mister alle sine gass.)

Forfall press skjer i eksotiske stjerners typer — for eksempel hvite dverger og nøytron-stjerner — fordi selv om alle elektronene i disse stjernene ønsker å besette den samme bakken staten, fysikk tilsier at de ikke kan. Så den enkelte elektronene blir tvunget til høyere energi-stater. Denne energien er det som stopper stjerners fra kollapse, Sutter sier.

Fysikk i disse typer objekter som er super merkelig. For eksempel, du kan se en direkte påvirkning av Heisenberg Usikkerhet Prinsippet, som sier at vi ikke kan måle både posisjon og hastighet av små partikler med samme grad av presisjon. Så i et nøytron stjerne eller (teoretisk) quark-stjerners, Sutter sa, det er veldig lett å finne posisjonen til en partikkel, tross alt, partikkel er presset sammen i en ball av andre partikler. Forskere antar at partikkelen må være vibrerende i høy hastighet fordi det er fanget på plass, men det er vanskelig å finne ut hvor fort det går.

Det er der vi vil la våre quark-stjerners-for øyeblikket — med sin individuelle partikler “summende som en gal,” som Sutter setter det — men sjekk ut neste ukes episode for å lære mer om denne merkelige objektet.

Episodene vil bli utgitt ukentlig på onsdager klokken 12 pm EDT (1600 GMT), så liker serien Facebook side eller sjekk tilbake senere for å se mer. Sutter reagerer også til leseren spørsmål i hver episode. Sjekk siden for å lære mer om fortiden emner showet dekket, slik som Big Bang, Pluto og galaxy kollisjoner.

Sutter er en cosmologist ved Ohio State University og forskningssjef ved Senter for Vitenskap og Industri i Columbus, Ohio. Han har en lang-du kjører podcast, også kalt “Spør En Astronaut.” Du kan fange alle tidligere episoder av en podcast her. Følg oss på Twitter @Spacedotcom og på Facebook. Opprinnelige artikkelen på Space.com.

Vil du Også Liker

  • “Spør en Astronaut’: 15 Minutter Kan du Endre en Stjerne for Alltid
    Plass

  • – Stjerners Eksplosjoner Måle Økende Universet I “Spør En Astronaut’
    Plass

  • “Spør en Astronaut’ Forteller Hvorfor melkeveien er på kollisjonskurs
    Plass

  • “Spør en Astronaut’ Avslører Hvorfor Ville Du ikke Ønsker å gå Inn i et Ormebol
    Plass

Forfatter-Bio

Elizabeth Howell, Space.com Bidragsyter

Elizabeth Howell er en medvirkende forfatter for Space.com som er en av de få Kanadiske journalister å rapportere regelmessig på utforskning av verdensrommet. Hun er forfølge en Ph. D. deltid i romfart sciences (University of North Dakota) etter å ha fullført en M. Sc. (space studies) ved samme institusjon. Hun har også en bachelor i journalistikk grad fra Carleton University. I tillegg til å skrive, Elizabeth underviser i kommunikasjon ved universitetet og community college-nivå. For å se sine nyeste prosjekter, følge Elizabeth på Twitter på @HowellSpace.

Elizabeth Howell, Space.com Bidragsyter

Abonner SPACE.com

Send inn

Følg Oss

Mest Populære

  1. Hvordan NASA Mars Lander, s ‘Steampunk’ Klo Vil Fungere (Video)

  2. Månen Vitenskap! NASA Behov Eksperimentere med Ideer til Kommersielle Lunar Landers

  3. Etter Sojus Abort, Russland Ønsker 3 Vellykket Robot Flyreiser Før Neste Mannskapet Lansering

  4. Fysikere Modell Elektroner i Enestående Detaljer — Spoiler Alert: det er De Runde

  5. Stephen Hawking er Siste Boken Sier at Det er “Ingen Mulighet’ for Gud i Vårt Univers