Kuantum mekaniğini Einstein'ın genel görelilik teorisiyle birleştiren yeni hesaplamalara göre, kara deliklerin varsayımsal alternatifleri olan Gravastarlar, Rus Matryoshka bebeği gibi birbirlerinin içine yerleşebilirler. Eğer bu tür egzotik nesneler mevcutsa, bunların varlığı yerçekimsel dalga sinyalleriyle ortaya çıkarılabilir.

Kara delikler, büyük bir yıldızın veya muhtemelen bir gaz bulutunun, yerçekiminin, ışığın bile kaçamayacağı kadar güçlü olduğu küçük bir bölgeye kütleçekimsel olarak çökmesiyle oluşur.

2001 yılında ABD merkezli fizikçiler Pawel Mazur ve Emil Mottola şunu gösterdi ki, teoride, başka bir nesne oluşabilir böyle bir çöküşten. Bunu, madde ve enerjinin uzay-zaman geometrisini nasıl etkilediğini açıklayan Einstein'ın alan denklemlerini kuantum mekaniğiyle birleştirerek yaptılar. Analizleri, kuantum dalgalanmalarının, en azından prensipte, kütleçekimsel çöküşün son aşamalarında bir kara delik tekilliğinin oluşumunu engelleyebileceğini ortaya çıkardı. Bunun yerine, gravastar adı verilen yeni ve tuhaf türde bir nesne oluşacaktır.

Olay ufku yok

Gravastar, yerçekimsel vakum yoğunlaşma yıldızının daralmasıdır. Bazı yönlerden gravastar bir kara deliğe benzer. Her ikisinin de son derece güçlü çekim alanları var ve her ikisi de Hawking radyasyonu yayabilir. Bununla birlikte, bir gravastar'ın kalbinde bir tekillik bulunmadığı gibi, ışığın, maddenin ve bilginin geçip asla geri dönmediği bir olay ufku da yoktur.

Bunun yerine gravastar, negatif enerjiyle dolu uzayın matematiksel bir tanımı olan de Sitter uzayının bir baloncuğudur. Bu haliyle, karanlık enerjinin yönlendirdiği genişleyen bir evrenle tutarlı olan basit bir model sağlar. Geleneksel gravastar modelinde, de Sitter uzayının bu kabarcığı başlangıçta kuantum dalgalanmaları tarafından yaratılıyor ve maddenin son derece ince bir kabuğuyla sınırlanıyor.

"Bir de Sitter uzay-zamanı genişlemek istiyor ama bir gravastarda, bunun yerine çökmek isteyen bir madde kabuğuyla çevrelenmiş durumda" diyor Luciano RezollaFrankfurt Goethe Üniversitesi'nde teorik astrofizik bölümünün başkanıdır. "İki zıt davranışı dengelemek istikrarlı bir gravastar'a yol açar."

İç içe geçmiş gravastarlar

Şimdi, Rezolla'nın yüksek lisans öğrencisi Daniel Jampolski, iki veya daha fazla gravastarın kozmik bir Matryoshka bebeği gibi birbirinin içine nasıl yerleştirilebileceğini açıklayan alan denklemlerine yeni bir çözüm buldu.

Jampolski ve Rezolla böyle bir fenomeni yuvalanmış yıldızın kısaltması olan nestar olarak adlandırıyor. Bir yuvanın iç yapısında, bir madde kabuğuyla çevrelenmiş bir de Sitter uzayı kabarcığı bulunur ve bu daha sonra başka bir madde kabuğuyla kaplanmış başka bir de Sitter uzayı hacmiyle çevrelenir ve bu böyle devam eder. Buna ek olarak, madde kabukları son derece ince olmak yerine, bazı durumlarda pratik olarak yuvanın tüm yarıçapını oluşturan önemli bir kalınlığa sahip olabilir.

"Sonsuz derecede küçük bir de Sitter iç mekanı (sadece bir nokta) tarafından verilen bazı nestar konfigürasyonları var, ardından esas olarak tüm nestar'ı dolduran bir madde iç kısmı geliyor ve sonra yüzeye yakın iki ince kabuk var, biri de Sitter uzayından yapılmış. –zaman, maddenin diğeri” diyor Rezzolla Fizik dünyası. "Çünkü bu durumda nestar çoğunlukla maddeden oluşacaktır, oluşumu tam bir de Sitter iç mekanına göre daha az egzotik olabilir."

Bununla birlikte, gravastarlar var olduklarına dair hiçbir gözlemsel kanıt bulunmadığından varsayımsal olmaya devam ediyor ve bu da biraz dikkatli olunması gerektiğini söylüyor Paolo PaniAraştırmaya dahil olmayan, Roma Sapienza Üniversitesi'nde teorik fizik profesörü.

Pani, "Temel bir soru, şu anda tutarlı bir modele sahip olmadığımız için, bu tür çözümlerin (sıradan veya iç içe geçmiş gravastarların) ilk etapta dinamik olarak nasıl oluşturulabileceğidir" diyor.

Zil gibi çalıyor

Ancak gravastarların nasıl oluştuğunu bilmemek onların varlığını dışlamaz. Gerçekten de, birleşip yerçekimsel dalgalar üreten kompakt ikili sistemlerde var olabilirler.

İki kompakt devasa nesne (kara delikler veya nötron yıldızları gibi) birbirine doğru spiral çizerken, cıvıltı adı verilen kendine özgü bir yerçekimsel dalga sinyali yayınlarlar. Nesneler bir kara delik oluşturmak için birleştiğinde, yayılan yerçekimsel dalgalar, vurulan bir zilin sönen çınlamasına benzer. Bu tür birleşmelerden kaynaklanan cıvıltı ve çınlama, LIGO-Virgo-KAGRA yerçekimsel dalga dedektörleri tarafından gözlemlenmiştir.

Böyle bir birleşme aynı zamanda bir gravastar veya nestar da yaratabilir ve Jampolski ile Rezolla bunların kendine özgü zil sesi sinyalleri olacağını söylüyor. Rezolla şunu ekliyor: "Bir nestar, iç yapısı nedeniyle aynı kütledeki bir gravastardan farklı şekilde çınlayacaktır." Spesifik olarak, madde ve de Sitter uzay arayüzünün normal bir gravastardan farklı olarak belirli bir şekilde salındığı çeşitli kabuklar.

İle 90 yerçekimi dalgası olayı Şu ana kadar tespit edilen ve başka bir gözlem çalışmasının şu anda devam ettiği göz önüne alındığında, bir gravastar imzasını aramak için pek çok veri mevcut.

Pani, "Şu ana kadar yapılan tüm kütleçekim dalgası gözlemleri, nesnelerin kara delikler veya nötron yıldızları olduğu hipoteziyle tutarlıdır" diyor. "Ancak, zil sesinin doğru bir şekilde ölçülmesi zordur" diye ekliyor ve bu da biraz belirsizliğe yer bırakıyor.

Kabuğun ısıtılması

Gravastar'ın kendisini ortaya çıkarabilmesinin bir başka yolu da, yüzeyinde madde birikmesidir. Kara delik durumunda madde ve ışık olay ufkunun ötesinde kaybolur. Etkinlik Horizon Teleskopu M87 ve Samanyolu galaksilerinin merkezindeki süper kütleli kara deliklerin “gölgelerini” görüntülediğinde bunu gördü. Gravastarlar ufuksuz olmaları bakımından farklıdır. Maddenin bir kısmı dış kabuktan içerideki de Sitter uzay-zamanı tarafından emilmek üzere geçebilirken, daha fazla madde yüzey kabuğuna etki ederek onu daha kalın hale getirebilir ve ısınmasına ve ışık yaymasına neden olabilir. Eğer Olay Ufku Teleskobu aktif olarak biriken bir gravayıldızı görüntüleseydi, her ne kadar yerçekimi nedeniyle oldukça kırmızıya kaymış olsa da, bu emisyonu görecektir.

Rezzolla, matematik işe yarayabilirken, gravastarların ve nestarların gerçekte nasıl var olabileceğini açıklayan fiziksel bir modelin hâlâ elimizde olmadığını kabul ediyor.

Rezzolla, "Gravastarların nasıl oluştuğuna dair gerçekten iyi bir fikrimiz yok ve gravastarları oluşturan madde hakkında çok az şey bildiğimiz için bu varsayımları test etmek zor" diyor.

Jampolski ve Rezzolla, Einstein'ın alan denklemlerine yönelik yeni çözümlerini dergide anlatıyor Klasik ve Kuantum Yerçekimi.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/could-gravastars-be-nested-inside-one-another-like-a-russian-doll/