Αστέρια κούκλας: Η νέα λύση για τη Γενική Σχετικότητα που θα σας εκπλήξει!

Αν ρωτούσατε έναν αστροφυσικό

τι

πρόκειται να ανακαλυφθεί ακόμη στο σύμπαν, υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να παραφράσει τον Ντόναλντ Ράμσφελντ: Είναι γεμάτο γνωστά άγνωστα.

Εκτός από την κανονική ύλη και ενέργεια

που

γνωρίζουμε και αγαπάμε, το σύμπαν αποτελείται επίσης από δύο μεγάλα μυστήρια: τη σκοτεινή ενέργεια και τη σκοτεινή ύλη. Οι θεωρητικοί αστροφυσικοί στοχεύουν να αντιμετωπίσουν αυτά τα άγνωστα ονειρεύοντας μαθηματικά αντικείμενα που θα μπορούσαν να αντιμετωπίσουν τα κενά στη γνώση μας. Έτσι, στην έρευνα


δημοσίευσε


στο Classical and Quantum Gravity,

μι

α ομάδα αστροφυσικών προτείνει έναν εξωτικό τύπο αντικειμένου που ονομάζεται “nestar” ως λύση σε ένα τυφλό σημείο της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν.

Ένα nestar είναι παρόμοιο με ένα gravastar, το οποίο είναι σύντομο για το αστέρι συμπύκνωσης βαρυτικού κενού. Το gravastar είναι ένα θεωρητικό αντικείμενο


προτάθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 2000


που έχει ένα εξωτερικό από εξαιρετικά λεπτή ύλη και έναν πυρήνα


που αποτελείται από σκοτεινή ενέργεια


.

Όπως το gravastar, το nestar είναι ένα ακραίο θεωρητικό αντικείμενο, αλλά με μια συστροφή. Στην εργασία τους, οι ερευνητές Daniel Jampolski και Luciano Rezzolla προτείνουν ότι τα gravastars θα μπορούσαν να είναι φωλιασμένα – επομένως, “νεστάρια – και “να επεκταθούν σε έναν αυθαίρετα μεγάλο αριθμό κελυφών”, γράφουν, δίνοντας ένα αντικείμενο που προσφέρει “μια νέα λύση των εξισώσεων του Αϊνστάιν .»

«Το nestar είναι σαν μια κούκλα matryoshka», είπε ο Jampolski, ερευνητής στο Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής στη Φρανκφούρτη, σε ένα Πανεπιστήμιο Goethe της Φρανκφούρτης στον Μάιν.


ελευθέρωση


. «Η επίλυσή μας στις εξισώσεις πεδίου επιτρέπει μια ολόκληρη σειρά ένθετων γκραβαστέρων».

Ο Αϊνστάιν επινόησε τις εξισώσεις του πριν από έναν αιώνα. Τις δεκαετίες που μεσολάβησαν, οι ανακαλύψεις άλλων ερευνητών το απέδειξαν. Το 1916, αυτός


προέβλεψε την ύπαρξη μαύρων τρυπών


και το 1971, α


εντοπίστηκε μαύρη τρύπα


για πρώτη φορά. Αλλά στο κέντρο μιας μαύρης τρύπας, η γενική σχετικότητα καταρρέει. Στους πυρήνες αυτών των αντικειμένων, με τη βαρύτητα τόσο ισχυρή που ούτε καν το φως μπορεί να τους διαφύγει, βρίσκεται ένα σημείο όπου ο χρόνος επιβραδύνεται σε μια στάση και ο χώρος συμπιέζεται σε ένα σημείο άπειρης πυκνότητας.

Είσοδος στα gravastars: Σχεδόν τόσο συμπαγείς όσο οι μαύρες τρύπες, με παρόμοια βαρυτική δύναμη στις επιφάνειές τους. Ωστόσο, οι gravastars στερούνται ορίζοντα γεγονότων – που σημαίνει ότι οι εξωτερικοί παρατηρητές μπορούν να λάβουν πληροφορίες από αυτούς – και ο πυρήνας τους δεν έχει μια μοναδικότητα. Μάλλον, οι (και πάλι, θεωρητικός) πυρήνες τους είναι κατασκευασμένοι από σκοτεινή ενέργεια, η οποία εξουδετερώνει την τεράστια βαρυτική δύναμη που τραβά την ύλη προς τα μέσα προς τον πυρήνα.

Ακριβείς λύσεις στις εξισώσεις πεδίου του Αϊνστάιν στη γενική θεωρία της σχετικότητας έχουν βρεθεί στο παρελθόν. Στην πραγματικότητα, το πρώτο βρέθηκε από τον Karl Schwarzschild την ίδια χρονιά που ο Αϊνστάιν εισήγαγε τη θεωρία. Οι Nestars παρουσιάζουν μια νέα λύση στο παλιό πρόβλημα… αν υπάρχουν φυσικά.

«Είναι υπέροχο που ακόμη και 100 χρόνια αφότου ο Schwarzschild παρουσίασε την πρώτη του λύση στις εξισώσεις πεδίου του Αϊνστάιν από τη γενική θεωρία της σχετικότητας, είναι ακόμα δυνατό να βρεθούν νέες λύσεις», δήλωσε ο Rezzolla, ένας θεωρητικός αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο Goethe, στην ίδια έκδοση. «Είναι λίγο σαν να βρίσκεις ένα χρυσό νόμισμα σε ένα μονοπάτι που έχει εξερευνήσει πολλοί άλλοι στο παρελθόν».

«Δυστυχώς, δεν έχουμε ακόμη ιδέα πώς θα μπορούσε να δημιουργηθεί ένας τέτοιος gravastar», πρόσθεσε ο Rezzolla. «Αλλά ακόμα κι αν δεν υπάρχουν νέσταρ, η

εξερεύνηση

των μαθηματικών ιδιοτήτων αυτών των λύσεων μας βοηθά τελικά να κατανοήσουμε καλύτερα τις μαύρες τρύπες».

Περισσότερο:

Ένα αστέρι της Μαύρης Τρύπας θα μπορούσε να είναι το πιο τρομακτικό αντικείμενο στο διάστημα