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问太空人:夸克星的古怪物理(如果它们存在)

点击量:   时间:2017-12-12 01:04:03

太空是一个了不起的物理实验室,因为我们可以看到星星和其他物体在极端条件下表现 Space.com专栏作家兼天体物理学家Paul Sutter在最新一集“Ask a Spaceman”中解释了夸克星是如何工作的在Facebook Watch系列的第10集中,Sutter说夸克星的主题是如此复杂,他将采取三集来解释它们这一集是第1部分“这个系列的一些剧集只是一个单行程的行话,这将是其中之一,”他警告说我们甚至不知道是否存在夸克星,但萨特阐明了它们背后的原理从理论上讲,夸克星是恒星核心,它们被卡在一起,核心中的某些类型的基本粒子,如质子和中子,已经分解成它们的组成部分,称为夸克 [8令人困惑的天文学奥秘]如果夸克星存在,它们将几乎难以想象的密集 - 但这些恒星怎么能避免进一步坍缩这一集详细介绍了一种称为“退化压力”的现象 Sutter在第9集中简要介绍了这个概念,其中他谈到了正常的恒星在核心经过融合时如何燃烧不同的元素当一颗大约是我们太阳质量的20至25倍的恒星融合元素长达足以达到铁时,它会变成一颗超级城市中型恒星简并压力是阻止中子星进一步坍缩的力量这就是压力的工作原理:粒子物理学假设两个离子(或原子的构建块 - 电子,质子和中子)不能占据相同的量子态换句话说,两个离子不能具有相同的自旋位置,能级或其他区别特性我们可以很容易地发现这个粒子物理概念的几个例子萨特说,在一个普通的原子中,电子以几个能量“壳”分布在核周围的轨道上,因为不是所有的电子都能处于最低的能级另一个例子是金属,其由于简并压力而抗变形我们甚至可以发现这种粒子物理在金属氢(在木星等气体巨行星的核心中发现)或白矮星(太阳状恒星的最终状态,它失去了所有的气体))简并压力发生在外来的恒星类型 - 如白矮星和中子星 - 因为即使这些恒星中的所有电子都想占据相同的基态,物理学也决定它们不能因此,各个电子被迫进入更高的能量状态萨特说,这种能量阻止了恒星坍塌这些物体的物理特性非常奇怪例如,您可以看到海森堡不确定性原理的直接影响,该原理表明我们无法以相同的精度测量小颗粒的位置和速度萨特说,在中子星或(理论上)夸克星中,很容易找到粒子的位置;毕竟,粒子被塞进其他粒子的球中科学家们认为粒子必须高速振动,因为它被困在适当的位置,但很难弄清楚它的移动速度有多快这就是我们现在离开我们的夸克星的地方 - 正如Sutter所说的那样,它的个别粒子“疯狂地嗡嗡作响” - 但请查看下周的剧集以了解更多有关这个奇怪物体的信息这些剧集将于周三下午12点每周发行 EDT(格林尼治标准时间1600),所以喜欢Facebook系列页面或稍后查看更多内容萨特还在每一集中回答读者的问题查看页面以了解有关该节目所涵盖的过去主题的更多信息,例如大爆炸,冥王星和星系碰撞 Sutter是俄亥俄州立大学的宇宙学家,也是俄亥俄州哥伦布市科学与工业中心的首席科学家他有一个长期播客播客,