Преонная звезда


Преоны

К тому времени, когда была предложена Стандартная модель элементарных частиц, эмпирически были найдены сотни частиц с разными свойствами. Эта система частиц часто именовалась «зоопарком частиц». Классификация данного зоопарка была крайне громоздкой и искусственной. В соответствии со Стандартной моделью все Вещество Вселенной составлено из шести кварков и шести лептонов

Физики пытались уменьшить количество основных элементарных частиц, пытаясь перейти на более глубокий уровень, полагая, что двенадцать частиц – это тоже много. С этой целью было предположено существование преонов, более мелких чем кварки и лептоны, частиц.

Теоретическим посылом для возникновения идеи о преонах было желание ученых сделать меньше количество фундаментальных частиц, которые отличны друг от друга только зарядом, например, позитрон – электрон, которые могли бы быть комбинацией преонов.

Готовые работы на аналогичную тему

  • Курсовая работа Преонная звезда как физическая гипотеза 420 руб.
  • Реферат Преонная звезда как физическая гипотеза 220 руб.
  • Контрольная работа Преонная звезда как физическая гипотеза 190 руб.

Предположение о том, что лептоны и кварки являются составными частицами, следует из того, что:

  • имеется три поколения фермионов;
  • имеются три цвета у кварков;
  • имеется симметрия между кварками и лептонами;
  • лептоны не являются точечными и обладают конечными размерами.

Заметим, что если будет экспериментально найден бозон Хигса, то могут быть отброшены большинство преонных моделей, так как не получается обнаружить комбинацию преонов, которая соответствовала бы бозону Хиггса.

Современные методы исследований не позволяют измерить преоны, настолько они малы. Эти частицы участвуют в гравитационных взаимодействиях.

Существует теория, в соответствии с которой, антивещество Вселенной содержится в преонах, в этой связи все вокруг имеет частички антиматерии, которая находится внутри всего.

Эта теория полагает, что все вокруг является носителем антивещества, просто мы не можем антивещество увидеть.

До настоящего времени ни одна из преонных теорий не получила экспериментального подтверждения. Для того чтобы расколоть кварк необходима столь большая энергия, что ее невозможно получить на современном ускорителе.

Преонная гипотеза в астрофизике


В 2006 году ученые из Швеции решили исследовать гипотезу о существовании Преонной звезды.

Согласно сценарию Большого взрыва (так полагают произошло рождение нашей Вселенной), первоначально возникли лептоны и кварки.

Кварки остывали и объединялись в протоны и нейтроны. Нуклоны, уменьшая температуру соединялись с электронами, так появлялись атомы.

Из сказанного выше следует, что можно предположить, наличие преонов до возникновения кварков и лептонов.

Можно допустить и тот факт, что часть преонов в результате некоей флуктуации не превратилась в привычную нам материю, а создала звезды из одних (или в основном из одних) преонов.

До конца механизм формирования преонной звезды непонятен. Возможно она возникает из взорвавшейся звезды, если ее масса до катастрофы была равна трем массам Солнца. В таком случае можно предположить следующий сценарий формирования преонной звезды.

При выгорании у звезды с массой в три Солнца топлива, она превращается в сверхновую. Происходит взрыв, часть вещества звезды рассеивается в Космос. Возникает нейтронная звезда, которая составлена из плотно упакованных нейтронов.

Допустим, что гравитация слишком высока. Тогда нейтроны могут быть разорваны на кварки. При этом возникает кварковая звезда в которой кварки перемещаются внутри ядра звезды.

Допустим, что давление повысилось еще больше, но не настолько, чтобы звезда стала черной дырой. Тогда кварки могут быть разорваны на гипотетические преоны.

Свойства преонных звезд

Согласно гипотезе шведских ученых:


  1. Масса преонной звезды существенно меньше массы обычной звезды, порядка сотни масс Земли. Она не больше, чем $10^{-2}M_c$, где $M_c$ — масса Солнца.
  2. Плотность этой звезды существенно выше, чем плотность нейтронной звезды или кварковой звезды. Она должна составлять $10^{10} frac{г}{см^{3}}$.
  3. Самыми вероятными размерами преонной звезды могут быть размеры горошины. А масса такой звезды должна быть равна массе немного меньшей массы Луны. Диаметр Преонной звезды полагают равным примерно $10^2$ м.
  4. Такие звезды весьма сложны для непосредственного наблюдения, если их плотность распространения в пространстве мала. Но эти звезды могут быть кандидатами на исполнение роли холодной темной материи, разрешая парадокс недостаточности массы наблюдаемых объектов.
  5. Преонные звезды не излучают.

Имеются другие данные по преонным звездам:

  • Плотность их должна быть равна $10^{23} frac{г}{см^{3}}$.
  • Максимальная масса такой звезды будет $10^2 M_c$.
  • Наибольший радиус такой звезды примерно равен одному метру.

Важным достижением шведских ученых было то, что они предложили пути обнаружения преонных звезд.

Методы поиска преонной звезды

Ученые полагают, что преонные звезды являются хорошими гравитационными линзами $gamma$ — излучения.


Преонные звезды взаимодействуют не со светом, а $gamma$ — квантами. $gamma $ — кванты возникают во Вселенной, например, при взрывах сверхновых. Следует учитывать, что преонные звезды не усиливают $gamma$ — сигнал, как это делает обычная гравитационная линза, он оставляет особенный след в следе $gamma$ — сигнала.

Другим способом нахождения преонной звезды считают регистрацию гравитационных волн.

Гравитационные волны должны активно испускать две преонные звезды, если они составляют пару и, вращаются около их общего центра масс. При нахождении преонной пары звезд около солнца, волны гравитации станут очень сильными с высокой частотой. При этом их можно будет зарегистрировать. В настоящее время для этих целей используют огромные

При столкновении ординарной преонной звезды с Землей, данное явление можно будет зафиксировать при помощи сейсмодетектора. «Обычная» преонная звезда должна быть такой маленькой и массивной, что она способна пробить нашу планету насквозь, при этом больших разрушений не будет. При этом на сейсмодетекторах будет оставаться особенный след.

Источник: spravochnick.ru

Изучение природы Млечного Пути позволяет ученым понять историю появления и развития Вселенной, а также сделать прогноз дальнейшего ее развития и влияния на человечество. При этом процесс познания секретов космоса готовит астрономам немало удивительных открытий.


Так, недавно группа ученых обнаружила пять звезд, которые движутся в пространстве с очень большой скоростью. Об этом говорится в отчете, опубликованном в журнале Astrophysical Journal.

Особое внимание ученых привлекли S4711 и S4714. Первая, голубая звезда спектрального класса B, имеет более короткий орбитальный период, чем S62. Она совершает полный оборот вокруг дыры всего за 7,6 года. Орбитальный период S4714 длиннее, но она гораздо ближе подходит к Стрельцу А* — на 1,9 миллиарда километров. В этой точке звезда разгоняется до 24 тысяч километров в секунду.

Открытые звезды могут принадлежать к классу, который описали астрофизики Тал Александер и Марк Моррис в 2003 году. Они предположили, что некоторые светила, названные «сквизарами», вращаются вокруг черной дыры и сжимаются под действием ее приливных сил. «Я уверен в S4711 — ее характеристики согласуются с тем, что описал Тал Александер. Возможно, она — первая обнаруженная звезда этого класса», — рассказал Флориан Пейкер, руководитель исследования.

Если гипотеза подтвердится, открытие поможет разобраться, как взаимодействуют черные дыры и звезды, и проверить Общую теорию относительности. Ранее астрономы смогли получить несколько подтверждений теории, наблюдая за открытой в прошлом году звездой S2, которая совершает полный оборот вокруг черной дыры Стрелец А* за 9,9 года и движется со скоростью 20 тысяч километров в секунду (6,7% процента от скорости света). До недавнего времени она считалась самой близкой к черной дыре звездой в Галактике. Наблюдение за S2 показало, что орбита звезды смещалась, когда она приближалась к черной дыре, что соответствует постулатам Эйнштейна.


Новые тесты смогут стать «началом большой научной революции», заявляют авторы. S4714 приблизится к Стрельцу А* в следующий раз в 2029 году, и ученые смогут проверить, как меняется звезда под ее влиянием. Кроме того, они уверены, что в центре Галактики гораздо больше звезд могут вращаться по более близкой орбите. Скорее всего, они слишком тусклые, поэтому современные телескопы не могут их обнаружить.

Но если эти звезды действительно существуют, через несколько лет, на более точных приборах, ученые смогут собрать достаточно данных, чтобы заявить о новом открытии.

«Я постоянно работаю над изучением галактического центра и почти уверен, что это была не последняя наша публикация», — сказал Пейскер.

Источник: www.yaplakal.com

Раньше мы уже рассказывали Вам об объектах, которые называли чисто гипотетическими, то есть, таковыми, существование которых может быть подтверждено уже в ближайшее время. При этом приводили даже кандидатов на эти объекты, подходящие хотя бы примерно под их предварительные теоретические критерии. Сегодня же мы расскажем Вам не просто о гипотетическом объекте, а скажем больше – даже чисто фантастическом, поскольку кандидатов во Вселенной, попадающих хотя бы даже под общее определение, не то что нет, а не предвидится даже на ближайшие лет сто, а то и больше. Не исключено, что общая теория о таких объектах так и останется не более, чем красивой теорией, а может быть даже и мифом. Сегодня речь пойдет о преонных звездах (по-английски — preon star).


Перед началом нашего рассказа о таких звездах, давайте сначала немного поговорим об их, так сказать, составляющем материале, то есть преонах. Что же это такое?

В физике элементарных частиц преоны представляются теоретически как точечные частицы из которых якобы состоят два полуспинных семейства фермионов, то есть, кварки и лептоны. Само название «преон» (preon) было предложено Джогешем Пати и Абдусом Саламом в 1974 году, после того, как сама преонная модель частиц была буквально слеплена в 60-е годы прошлого столетия. Тот период можно смело называть эпохой массового открытия элементарных частиц, при определении характеристик которых просматривалась четкая своеобразная иерархия или, как ее еще можно назвать, структурная сетка, очень похожая на схему происхождения и эволюции видов в биологии, за что все это многообразие открытых и известных на тот период частиц образно назвали «зоопарком».

Естественно, теоретики тогда предположили, что иерархия или структурная сетка элементарных частиц может быть объяснена только лишь их общим происхождением, то есть, образно говоря, материалом или более элементарными кирпичиками, из которых все они могут состоять.
кие своеобразные кирпичики и назвали преонами. В своем развитии пика популярности в научных кругах теория преонов достигла в 80-х годах 20 столетия, однако после этого наметился ощутимый спад темпов ее прогресса, а может быть и научной состоятельности, поскольку существующая Стандартная модель физики частиц продолжала весьма успешно описывать их природу и без преонов. Примерно в это же время и чуть позже в жизнь усиленно претворялась конкурирующая теория струн, что до начала 21 века окончательно затмило существование преона. В текущем столетии в научном мире на злобу дня появились такие непонятные, а порой и мистические вещи как темная материя и темная энергия, которые существенно поколебали состоятельность многих научных теорий и моделей. В этом свете объяснить все, так сказать, «темное» попытались и с помощью старых занафталиненных и забытых теорий, среди которых из темного шкафа забвения была вытащена на свет и преонная теория.

Теперь давайте перейдем непосредственно к преонным звездам, которые согласно существующей модели, должны, как мы уже все поняли, состоять из элементарных частиц, пребывающих в свободном несвязанном состоянии. При этом они должны быть более фундаментальными, чем, скажем например, кварки. В данном случае мы дали более простое определение преонным звездам, вернее материи, из которой они состоят, поскольку, скажем, в Википедии написано столь витиевато, что, порой, бывает непонятно, для кого это все преподносится. Ради интереса можете посмотреть и русскоязычный, и англоязычный варианты этого источника, и если кто-то из Вас, дорогие наши подписчики и пользователи, что-то из всего изложенного там поймет с первого раза, то можете смело отписываться от нашего канала.


Существование подобных объектов во Вселенной было впервые теоретически обосновано в 2005 году шведскими физиками Фредриком Сандином и Йоханом Ханссоном из Технологического университета Лулео. Далее теория преонных звезд дополнялась и изменялась в зависимости от новых открытий и экспериментального подтверждения той или иной очередной частицы.

Существующая модель преонных звезд на данный момент состоит из двух направлений. По первому направлению, преонная звезда должна иметь плотность, не менее чем 10 в 20 степени или сто квинтиллионов грамм на сантиметр кубический. При этом ее масса не будет больше одной сотой массы нашего Солнца при диаметре такого объекта, не превышающем 100 метров. По второму ответвлению теории, плотность преонной звезды вообще выводят выше даже, чем 10 в 23 степени или 100 секстиллионов грамм на кубический сантиметр при максимальных массе в 100 Солнц и радиусе всего лишь в 1 метр.

Примечательно, но, все по той же современной модели преонных звезд, определено также и два пути их образования.

Первый путь назван эволюционным и предусматривает вероятность образования преонной звезды в результате взрыва сверхновой от звезды обычной, но массивной.
качестве условий такого образования называется ограничение по массе ядра взорвавшейся звезды, которая не должна быть больше условного предела Оппенгеймера – Волкова, чтобы не сколлапсировать в черную дыру, в то же время, она и не должна быть меньше вообще размытого параметра массивности, который бы не давал кварковой звезде превратиться в преонную. Учитывая то, что кварковые звезды у нас существуют пока что в представлении ученых теоретиков и на бумаге со всеми вытекающими отсюда последствиями, то определить хотя бы примерно нижний предел массы преонной звезды штука не только не простая, но и невозможная. Не ясным является и сам процесс формирования преонных звезд в этом случае, то есть процесс перехода обычной материи в состоянии преонной под воздействием давления, связанного с собственной массой коллапсирующего ядра. Если формирование кварковой материи при образовании кварковых звезд еще как-то можно притянуть теоретически за уши, то природу дальнейшего распада кварков на преоны трудно даже себе представить.

Второй путь образования преонных звезд образно назвали «Путем Творения». По нему такие объекты должны били образоваться сразу же после Большого Взрыва, как результат флуктуаций плотности из первичной преонной материи. Ага, опять же, если такая материя существовала после Большого взрыва. Примечательно, но второй путь большинство теоретиков считали долгое время более чем бредовым, до тех пор, пока не появилась упомянутая выше проблема с объяснением природы темной материи. Вот тут то и вспомнили о преонах и преонных звездах, которые якобы могли образоваться в младенчестве нашей Вселенной и с успехом дожить до наших дней. По одной из теорий, темная материя, как раз и представляет собой группы или группировки преонных звезд, которые, оставаясь невидимыми для нашего классического восприятия окружающего мира и не взаимодействуя с обычной барионной видимой материей, создают за счет своих колоссальных суммарных масс необходимый гравитационный пул для формирования и поддержания целостности галактик. Ну, тут сказать нечего, теория красивая сама по себе, как в прочем и другие подобные ей, касающиеся темной энергии и материи.

Теперь, возможно, самый интересный вопрос: а как же обнаружить преонную звезду? Опять много непонятного. По мнению одних теоретиков, преонная звезда не излучает энергию, по крайней мере, в известных для нас на данный момент диапазонах, а поэтому хоть как-то определить ее местоположение можно косвенно по ее массе и гравитационному воздействию на окружающий ее космос. То есть ее можно будет обнаружить, если она будет исполнять роль гравитационной линзы, скажем, в случае с гамма-излучением. Учитывая размеры преонной звезды, предложенные двумя упомянутыми выше направлениями, с применением теории вероятности в известных ныне объемах наблюдаемой Вселенной это означает практически «никогда». Как считает другая группа ученых, преонные звезды все же излучают, либо способствуют излучению частиц ультравысоких энергий, значительно превышающих предел Грайзена — Зацепина — Кузьмина в 50 эксаэлектронвольт. Спорить в этом плане со второй группой теоретиков вообще не представляется возможным, так как никто в мире до сих пор и близко ничего путнего не может сказать о происхождении этих почти мистических ультравысокоэнергетичных частиц.

Ну и в завершении этого рассказа уже ставшая традиционной наша ложка дегтя.

Все дело в том, что существование преонов в значительной мере противоречит усиленно развиваемым нынче в науке теории бозона Хиггса и Стандартной модели физики. Как мы знаем с Вами, не так давно бозон Хиггса, точнее его существование, было официально признано ЦЕРНом, то есть Европейской организацией ядерных исследований. А это значит, что все то, что противоречит его природе, будет в преть в таком интересном и специфическом мире, как научный, отметаться на корню, в том числе и преон. Отягощает ситуацию с конкурентноспособностью преонной теории и то, что предложенные методы подтверждения существования преона путем гравитационного фемтоселения и пекулярного разложения на составляющие гравитационных волн, до сих пор абсолютно никакого результата не дали. К тому же преоны, если все же и существуют в природе, то их невозможно получить сейчас на Земле, даже при помощи Большого адронного коллайдера, поскольку для этого потребуются, возможно, условия, сравнимые с условиями, имевшими место при Большом Взрыве, а до этого человечество не доросло пока еще и близко.

Таким образом, подытожим, преонные звезды – это интереснейшие объекты, но они настолько гипотетические с учетом выше изложенного, что на данный момент уверенно себя чувствуют только разве что в мире фантастики да еще в существенно пошатнувшихся теоретических моделях физиков-оптимистов, из числа их приверженцев.

Ранее сообщалось о том, как лучше всего наблюдать лунное затмение 27 июля 2018 года (видео).

Источник: news-video.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.