Geniş evrende kuark yıldızları arıyor
Fizikte genellikle teorilerin keşiften önce geldiği durumlar vardır. 1916'da Einstein, "yerçekimi dalgaları" kavramını önerdi. İnsanların gerçekten yerçekimi dalgalarını algılaması 100 yıl sonrasına kadar değildi. Kütleçekim dalgaları kadar şanslı olmayan bazı kavramlar var, şimdiye kadar bunlar sadece teoriler ve kuark yıldızları da onlardan biri.
1960'lı yıllarda bazı bilim adamları "kuark yıldızları" kavramını ortaya attılar ve şimdiye kadar kimse geniş evrende kuark yıldızlarının varlığını ispatlayamadı. Ancak bilim adamları pes etmediler ve onu geniş evrende bulmaya çalışıyorlar.
Bir kuark yıldızını bulmak için önce kuark yıldızının ne olduğunu anlamalısınız.
Kuark yıldızı nedir?
Yıldızların evrimi ile başlar. Yıldızlar hayatları boyunca parlıyor ve ısınıyor, kendi yakıtlarını yakıyor, ancak bir gün yakıt tükenecek. Yıldızın yakıtı tükendiğinde soğumaya ve küçülmeye başlar. Bir yıldızın sonunda ne kadar küçüleceği yıldızın kütlesine bağlıdır Fizikte, diğer yıldızların kütlesi genellikle güneşin kütlesi ile ölçülür.
Bir yıldızın yandıktan sonraki son kütlesi 1,4 güneş kütlesinden daha azsa, sonunda küçülmeyi durduracak ve beyaz bir cüce haline gelecektir. Geceleri gördüğümüz en parlak yıldız olan Sirius'un yakınında beyaz bir cüce yıldız var Bilim adamları tarafından keşfedilen ilk beyaz cüce yıldız. Beyaz cüce neden sonunda çökmeyi durdurur? Nedeni, Pauli'nin uyumsuzluk ilkesine göre, beyaz cücenin içindeki elektronların püskürtülmesi ve çöküşün onu durdurmasına neden olan çekim kuvvetine karşı koymalarıdır.
4 ila 8 güneş kütlesine sahip bir yıldız yandığında, geriye sadece güneş kütlesinin yaklaşık 1,4 ila 2 katı kütleye sahip bir gezegen kaldığında, başka bir yıldızın son durumu - bir nötron yıldızı oluşur. Bir nötron yıldızının yarıçapı sadece yaklaşık 10 kilometre, güneşin yarıçapı 695.500 kilometre ... Nötron yıldızlarının yoğunluğunun çok büyük olduğu tahmin edilebilir, ne kadar büyük? Bir çorba kaşığı nötron yıldız maddesi 1 milyar ton ağırlığındadır. Nötron yıldızının çökmeye devam etmemesinin nedeni, içindeki nötronlar arasındaki itmenin çökmeye neden olan çekim kuvvetine direnmesidir. Nötron yıldızlarının başarılı bir şekilde gözlemlenmesi o kadar pürüzsüz olmamıştı.II.Dünya Savaşı'ndan önce bazı bilim adamları nötron yıldızlarının varlığını tahmin ettiler, ancak ilk kez 30 yıl sonra tespit edildi.
Evrende daha büyük yıldızlar var mı? Cevap evet. Süper kütleli yıldızlar sonunda kara deliklere dönüşecek.
Peki, bir kuark yıldızı neye benziyor? Bilim adamları, kuark yıldızının muhtemelen nötron maddesinden oluşan, iç çekirdeği olmayan bir kabuğa sahip olduğunu ve kuark yıldızının içindeki kuarkların, kuarkların birbirine bağlı olduğu bir nötron yıldızının aksine serbestçe hareket ettiğini tahmin ediyorlar. Nötronlar oluşturun. Boyut açısından kuark yıldızları, nötron yıldızlarından biraz daha küçük olabilir. Ancak şimdiye kadar insanlar kuark yıldızlarını keşfetmediler.
Kuark yıldızları neden bu kadar nadirdir?
Bir kuark yıldızı bulmak zordur.Bir kuark yıldızını yeniden oluşturma koşulları serttir, yıldızın kütlesinin belirli bir aralıkta olmasını gerektirir (bu aralık henüz belirlenmemiş olsa da) ve ne bir nötron yıldızı oluşturabilir, ne de bir kara deliğe dönüşebilir. Kuark yıldızları kararsız olabilir. Kuarklar asla tek başlarına görünmezler. En azından şimdiye kadar, bilim adamları tek başına var olan kuarkları keşfetmediler. Muhtemelen tek kuarklar yoktur. Nötronlar ve protonlar gibi diğer parçacıkları oluşturmak için "kümelenmeleri" gerekir. Bu nedenle kuark yıldızları çoktur. Uzun süre istikrarlı bir şekilde var olmayabilir. Kuark yıldızları yıldızların çöküşü sürecinde ortaya çıkmış olabilir, ancak çok dengesiz olduğu ve uzun süre muhafaza edilemediği için, biz onu tespit etmek için zamanımız olmadan bir kara deliğe çökmeye devam etmiş olabilir.
Ayrıca kuark yıldızının "görünümü" de onu bulmanın önündeki engellerden biridir. Yüzeyde kuark yıldızı ile nötron yıldızı arasında neredeyse hiç fark yoktur ve ikisi de parlar, ısınır ve yoğundurlar. Bazı bilim adamları, Samanyolu'nda yaklaşık 1 milyar nötron yıldızı olması gerektiğini ve bunların içinde gizlenmiş kuark yıldızlarının olabileceğini tahmin ediyor. Şu anda bilim adamları Samanyolu'nda 2.000'den az nötron yıldızı buldular. Keşfetmeye devam ederseniz kuark yıldızlarıyla karşılaşabilirsiniz.
Kuark maddesinin fiziksel özelliklerinin şu anki anlaşılmaması da önemli bir engeldir. Ayrıca kuark yıldızlarının oluşum sürecini laboratuvarda simüle etmek neredeyse imkansızdır.Kuark yıldızlarının oluşumu için gerekli koşullar yeryüzünde sağlanamamaktadır.Kuark yıldızlarının oluşumu için gerekli sıcaklık ve yoğunluk, laboratuvarda mevcut olan sıcaklık ve yoğunluktur. Yoğunluğun 1 milyar katı. Bilim adamları farklı bir yaklaşım benimsedi ve kuark maddesi yapmak için parçacık çarpıştırıcıları kullanmaya çalıştılar Şu anda en büyük başarı, son derece sıcak kuark-gluon plazmasını başarıyla ürettikleri, ancak kuark-gluon plazması yalnızca çarpışma anında, belki de birkaç mikrometre ortaya çıkıyor. Saniyeler ve ardından hızla soğutun ve diğer malzeme parçacıklarına dönüşün. Pek çok zorluk olmasına rağmen, nasıl kolayca pes edebilirsiniz.
Yıldız aramaya giden yol uzun
Kuark yıldızlarının aranması büyük ölçüde nötron yıldızlarının anlaşılmasına bağlıdır. İkisi görünüş olarak çok benzer olsa da, her zaman bazı farklılıklar vardır. Bilim adamları, kuark yıldızlarının nötron yıldızlarından farklı şekilde dönmesi gerektiğine inanıyor. Ek olarak, kuark yıldızlarının yoğunluğu nötron yıldızlarının yoğunluğundan daha büyük olmalıdır. Yıldızların evrimi sürecinde, bazı yıldızlar evrimlerinin sonunda şiddetli bir patlama yaşayacaklar ve içinde bulundukları tüm galaksiyi aydınlatabilecek son derece parlak bir ışık yayacaklar.Bu patlamaya süpernova patlaması deniyor. Bazen süpernova patlamaları nötron yıldızları veya kara delikler oluşturabilir. Bir süpernova patlayarak kuark yıldızı oluşturuyorsa, parlaklığı genel bir süpernova patlamasının yaklaşık 100 katı olmalıdır. Bu özelliklere bağlı olarak, gizli kuark yıldızlarını bulmak mümkün olabilir.
Kuark yıldızlarının bulunması için elbette kuark yıldızlarının anlaşılması çok önemlidir. Bazı bilim adamları, kuark yıldızları gibi kompakt yıldızlardaki maddenin özelliklerini anlamak için maddenin son derece yüksek yoğunluklardaki değişimlerini inceliyor; bazı bilim adamları, kuark yıldızlarının özelliklerini daha fazla belirlemek için nötron yıldızlarının özelliklerini anlamak için Büyük Hadron Çarpıştırıcısını kullanıyor.
Aynı zamanda, kuark yıldızlarının aranması uzaydaki sondalara sabitlenmelidir. Haziran 2017'de NASA, nötron yıldızlarını incelemek için Uluslararası Uzay İstasyonu'na "Nötron Yıldızı İç Kompozisyon Dedektörü" nü fırlattı. Bu detektörün yardımıyla bilim adamları, nötron yıldızlarının spektrumunu inceleyebilir ve nötron yıldızlarının kütle-yarıçap oranını belirleyebilir. Nötron yıldızlarının daha iyi anlaşılması, kuark yıldızlarının aranma yönünü gösterebilir.
Bir başka keşif programı 2025'te başlatılacak. Bu, X-ışını bandındaki elektromanyetik dalgaları gözlemlemeye adanmış bir uzay gözlemevi olan Çin'in "geliştirilmiş X-ışını zamanla değişen ve kutuplaşma gözlemevi" araştırma programıdır. Bu gözlemevinin yardımıyla bilim adamları, nötron yıldızlarının, kara deliklerin ve belki de kuark yıldızlarının X-ışını radyasyonundaki zaman içindeki değişiklikleri tespit edebilir ve güçlü yerçekimi alanı, güçlü manyetik alan ve yüksek yoğunluk koşulları altında gök cisimlerinin temel fiziksel yasalarını tespit edebilir. Bu proje kara deliklerin, nötron yıldızlarının ve kuark yıldızlarının gözlemlerine odaklanacak.
İnsanlar kuark yıldızlarını bulabilir mi? Emin değil. Eğer gerçekten varsa, onu bulabilmeliyiz. Ancak sabır gerekiyor: Tekliften kütleçekim dalgalarının başarılı bir şekilde tespit edilmesine kadar, tüm bir yüzyıldan geçti ve sonra bekleyin, belki gelecek yüzyılda kuark yıldızları artık sadece teoride bir kavram olmayacak.
