Фізікі шукалі новую сілу прыроды ўнутры нейтронных зорак і выявілі нешта інтрыгуючае

Цяпер навукоўцам вядома, што існуюць чатыры фундаментальныя сілы прыроды.

Нейтронныя зоркі — гэта тое, што застаецца ад гіганцкіх зорак пасля іх смерці, калі яны сціскаюцца пад дзеяннем гравітацыі. У выніку застаецца вельмі шчыльнае ядро зоркі, якое складаецца з нейтронаў і пратонаў. Нейтронныя зоркі першапачаткова вельмі гарачыя, але яны астываюць на працягу мільёнаў гадоў, выпраменьваючы назапашанае цяпло ў космас.

Гэтыя зоркі з'яўляюцца прыроднымі лабараторыямі для праверкі фізічных тэорый з настолькі экстрэмальнымі ўмовамі, якія немагчыма стварыць на Зямлі. Фізікі вырашылі праверыць, ці могуць нейтронныя зоркі змяшчаць часціцы, якія з'яўляюцца пераносчыкамі даўно меркаванай пятай фундаментальнай сілы прыроды.

Калі такая часціца існуе, яна змяніла б наша разуменне гравітацыі і, магчыма, нават дапамагла б растлумачыць цёмную матэрыю. Даследаванне апублікавана ў часопісе Physical Review Letters, піша Interesting Engineering (пераклад — «Фокус»).

Пятая сіла прыроды

Цяпер фізікам вядома, што існуюць чатыры фундаментальныя сілы прыроды, апісаныя Стандартнай мадэллю фізікі элементарных часціц: электрамагнетызм, гравітацыя, слабае і моцнае ўзаемадзеянне. Але вучоныя мяркуюць, што існуе пятая сіла прыроды, пераносчыкам якой з'яўляюцца гіпатэтычныя часціцы.

Аднак выявіць гэтую сілу на Зямлі неверагодна складана, таму вучоныя звяртаюцца да аб'ектаў з найбольш экстрэмальнымі ўмовамі, дзе можна ўбачыць адхіленні ад стандартнай гравітацыі. Нейтронныя зоркі ідэальна падыходзяць для гэтага, бо іх нутро насычана нуклонамі, то-бок пратонамі і нейтронамі.

Калі гіпатэтычныя скалярныя часціцы ўзаемадзейнічаюць з нуклонамі, нейтронныя зоркі могуць быць месцам стварэння гэтых часціц. Скалярныя часціцы — гэта тэарэтычныя часціцы без спіна, то бок моманту імпульсу. Некаторыя пашырэнні Стандартнай мадэлі фізікі элементарных часціц мяркуюць, што яны могуць звязвацца з нуклонамі і перадаваць невядомую сілу.

Калі гэта так, то кожнае сутыкненне нейтронаў або пратонаў глыбока ўнутры нейтроннай зоркі павінна ствараць скалярныя часціцы, якія потым вылятаюць у космас і адводзяць цяпло нейтроннай зоркі. Важна адзначыць, што дадатковае ахалоджванне было б відавочным прыкметай дзеяння пятай сілы прыроды.

Невядомыя часціцы ўнутры нейтронных зорак

Каб праверыць гэтую тэорыю, фізікі стварылі дэталёвыя мадэлі эвалюцыі нейтронных зорак ад іх утварэння да сучаснага ўзросту. Яны ўлічылі ўсе вядомыя шляхі страты цяпла нейтроннымі зоркамі, а потым дадалі магчымасць выпрамянення скалярных часціц. Фізікі пратэставалі свае мадэлі на рэальных, добра вывучаных нейтронных зорках.

Калі скалярныя часціцы моцна ўзаемадзейнічаюць з нуклонамі, то нейтронныя зоркі сёння павінны быць значна халаднейшыя, чым гэта рэгіструюць тэлескопы. Але назіранні паказваюць, што гэтыя зоркі не з'яўляюцца незвычайна халоднымі. Іх тэмпературы адпавядаюць стандартнай карціне ахалоджвання.

Параўнаўшы вынікі мадэлявання з рэальнымі вымярэннямі, фізікі не выявілі ніякіх прыкмет дадатковых страт цяпла. Любы сцэнар, у якім скалярна-нуклонныя часціцы моцна ўзаемадзейнічаюць з пратонамі і нейтронамі, астудзіў бы гэтыя зоркі значна мацней, чым гэта бачаць тэлескопы. Гэта даследаванне паказвае, што сама Сусвет можа разсоўваць межы фізікі спосабамі, недаступнымі лабараторным даследаванням.

Новая сіла прыроды ўсё яшчэ можа існаваць

Хоць прыкмет дзеяння пятай сілы прыроды фізікі не выявілі, яны кажуць, што цалкам выключаць яе існаванне нельга. Вучоныя дагэтуль не да канца разумеюць унутраную структуру нейтронных зорак. Таму назіранні з дапамогай больш дасканалых тэлескопаў могуць выявіць незвычайныя заканамернасці ахалоджвання нейтронных зорак, якія могуць указваць на існаванне невядомай сілы Сусвету.

Вы можаце падтрымаць сайт Charter97.org наступным чынам:

РАЗЛІКОВЫ МУЛЬТЫВАЛЮТНЫ РАХУНАК ДЛЯ АХВЯРАВАННЯЎ:

Назва банка: Bank Millennium S.A.
Адрас: ul. Stanislawa Zaryna, 2A, 02-593, Warszawa
IBAN: PL97116022020000000216711123
SWIFT: BIGBPLPW
Імя ўладальніка рахунку: Fundacja “KARTA ‘97”
рызначэнне аплаты: Darowizna na cele statutowe

Звязацца з намі можна праз адрас charter97@gmail.com