Bintang-bintang telah mempesonakan orang sejak dahulu kala. Terima kasih kepada sains moden, kita tahu banyak tentang bintang, pelbagai jenis dan strukturnya. Pengetahuan mengenai topik ini sentiasa dikemas kini dan diperhalusi; ahli astrofizik membuat spekulasi mengenai sebilangan bintang teori yang mungkin wujud di alam semesta kita. Bersama dengan bintang teori, terdapat juga objek seperti bintang, struktur astronomi yang kelihatan dan berkelakuan seperti bintang, tetapi tidak mempunyai ciri standard yang kita gambarkan sebagai bintang. Objek dalam senarai ini berada di ambang penyelidikan fizik dan belum diperhatikan secara langsung … belum.
Bintang Quark
Pada akhir hayatnya, bintang boleh runtuh menjadi lubang hitam, kerdil putih, atau bintang neutron. Sekiranya bintang cukup padat sebelum naik supernova, sisa bintang akan membentuk bintang neutron. Apabila ini berlaku, bintang menjadi sangat panas dan lebat. Dengan jirim dan tenaga seperti itu, bintang itu cuba jatuh ke dalam dirinya sendiri dan membentuk satu keunikan, tetapi zarah-zarah fermionik di tengah (dalam hal ini, neutron) mematuhi prinsip Pauli. Menurutnya, neutron tidak dapat dikompresi ke keadaan kuantum yang sama, sehingga mereka ditolak dari benda runtuh, mencapai keseimbangan.
Selama beberapa dekad, ahli astronomi menganggap bahawa bintang neutron akan berada dalam keseimbangan. Tetapi ketika teori kuantum berkembang, ahli astrofizik mengusulkan jenis bintang baru yang dapat muncul jika tekanan degeneratif inti neutron berhenti. Ia dipanggil bintang quark. Ketika tekanan jisim bintang meningkat, neutron merosot ke dalam konstituennya, quark atas dan bawah, yang, di bawah tekanan tinggi dan tenaga tinggi, dapat wujud dalam keadaan bebas, bukannya menghasilkan hadron seperti proton dan neutron. Digelar "perkara aneh", sup quark ini akan sangat padat, lebih padat daripada bintang neutron biasa.
Ahli astrofizik masih membahaskan bagaimana sebenarnya bintang-bintang ini terbentuk. Menurut beberapa teori, ia berlaku ketika jisim bintang yang runtuh berada di antara jisim yang diperlukan untuk membentuk lubang hitam atau bintang neutron. Yang lain mencadangkan mekanisme yang lebih eksotik. Teori utama adalah bahawa bintang quark terbentuk apabila paket bahan aneh yang sudah ada yang dibungkus dengan zarah berinteraksi lemah (WIMPs) bertabrakan dengan bintang neutron, membenamkan intinya dengan bahan aneh dan memulakan transformasi. Sekiranya ini berlaku, bintang neutron akan mengekalkan "kerak" bahan bintang neutron, secara efektif terus kelihatan seperti bintang neutron, tetapi pada masa yang sama memiliki inti dari bahan aneh. Walaupun kita belum menemui bintang quark,banyak bintang neutron yang diamati mungkin diam-diam.
Video promosi:
Bintang electroweak
Walaupun bintang quark mungkin merupakan tahap terakhir dalam kehidupan bintang sebelum mati dan menjadi lubang hitam, ahli fizik baru-baru ini mencadangkan bintang teori lain yang boleh wujud antara bintang quark dan lubang hitam. Bintang elektroweak yang disebut dapat mengekalkan keseimbangan melalui interaksi yang kompleks antara daya nuklear lemah dan daya elektromagnetik yang dikenali sebagai daya elektroweak.
Dalam bintang elektroweak, tekanan dan tenaga dari jisim bintang akan menekan inti jirim pelik quark. Apabila tenaga meningkat, daya nuklear elektromagnetik dan lemah akan bercampur sehingga tidak ada perbezaan antara kedua kekuatan tersebut. Pada tahap tenaga ini, quark di nukleus larut menjadi lepton, seperti elektron dan neutrino. Sebilangan besar perkara aneh akan berubah menjadi neutrino, dan tenaga yang dibebaskan akan memberikan kekuatan yang cukup untuk mengelakkan bintang itu runtuh.
Para saintis berminat untuk mencari bintang elektroweak kerana ciri-ciri intinya akan sama dengan yang ada di alam semesta muda seperliga saat sesudah Big Bang. Pada ketika itu dalam sejarah alam semesta kita, tidak ada perbezaan antara daya nuklear yang lemah dan daya elektromagnetik. Ternyata agak sukar untuk merumuskan teori mengenai masa itu, jadi penemuan dalam bentuk bintang elektroweak akan sangat membantu penyelidikan kosmologi.
Bintang elektroweak juga mesti menjadi salah satu objek paling padat di alam semesta. Inti bintang elektroweak adalah ukuran sebiji epal, tetapi kira-kira dua Bumi berukuran besar, menjadikan bintang seperti itu, secara teori, lebih padat daripada bintang yang sebelumnya diperhatikan.
Objek Thorn - Zhitkova
Pada tahun 1977, Kip Thorne dan Anna Zhitkova menerbitkan sebuah makalah yang memperincikan jenis bintang baru yang disebut Objek Thorn-Zhitkova (OTZ). OTZ adalah bintang hibrida yang terbentuk oleh pertembungan supergiant merah dan bintang neutron kecil dan padat. Oleh kerana supergiant merah adalah bintang yang sangat besar, akan memerlukan ratusan tahun untuk bintang neutron menerobos suasana dalaman terlebih dahulu. Semasa sedang masuk ke dalam bintang, pusat orbit (barycenter) dari dua bintang akan bergerak menuju ke pusat supergiant. Akhirnya, kedua-dua bintang akan bergabung membentuk supernova besar dan akhirnya lubang hitam.
Apabila diperhatikan, OTZ pada mulanya menyerupai supergiant merah khas. Walaupun begitu, OTZ akan mempunyai sebilangan besar sifat yang tidak biasa untuk supergiant merah. Komposisi kimianya bukan sahaja berbeza, tetapi bintang neutron yang masuk ke dalamnya akan memancarkan suar radio dari dalam. Agak sukar untuk mencari OTL, kerana ia tidak banyak berbeza dengan supergiant merah biasa. Di samping itu, OTZ terbentuk bukan di persekitaran galaksi kita, tetapi lebih dekat dengan pusat Bima Sakti, di mana bintang-bintang dikemas dengan lebih dekat.
Walau bagaimanapun, ini tidak menghalang para astronom mencari bintang kanibal, dan pada tahun 2014 diumumkan bahawa HV 2112 yang hebat boleh menjadi OTZ yang mungkin. Para saintis mendapati bahawa HV 2112 mempunyai jumlah unsur logam yang luar biasa tinggi untuk supergiant merah. Komposisi kimia HV 2112 sepadan dengan yang dicadangkan oleh Thorne dan Zhitkova pada tahun 1970-an, jadi ahli astronomi menganggap bintang ini sebagai calon yang kuat untuk OTG yang pertama kali diperhatikan. Penyelidikan lebih lanjut diperlukan, tetapi akan lebih baik jika berfikir bahawa manusia telah menemui bintang kanibal pertama.
Bintang beku
Bintang biasa membakar bahan bakar hidrogen, membuat helium dan menahan dirinya dengan tekanan dari dalam, lahir dalam proses. Tetapi suatu hari hidrogen habis dan akhirnya bintang itu perlu membakar unsur-unsur yang lebih berat. Malangnya, tenaga yang keluar dari unsur-unsur berat ini tidak sebanyak hidrogen, dan bintang mula menyejuk. Apabila sebuah bintang menjadi supernova, ia menghasilkan alam semesta dengan unsur-unsur logam, yang kemudian mengambil bahagian dalam pembentukan bintang dan planet baru. Apabila alam semesta semakin matang, semakin banyak bintang meletup. Ahli astrofizik telah membuktikan bahawa seiring dengan penuaan Alam Semesta, kandungan logamnya juga meningkat.
Pada masa lalu, praktikalnya tidak ada logam dalam bintang, tetapi pada masa akan datang, bintang akan mempunyai peningkatan jumlah logam yang banyak. Seiring dengan bertambahnya alam semesta, jenis bintang logam baru dan tidak biasa akan terbentuk, termasuk bintang beku hipotesis. Jenis bintang ini dicadangkan pada tahun 1990-an. Dengan banyaknya logam di alam semesta, bintang yang baru terbentuk memerlukan suhu yang lebih rendah untuk menjadi bintang turutan utama. Bintang terkecil dengan jisim 0,04 bintang (mengikut urutan jisim Musytari) boleh menjadi bintang urutan utama, mengekalkan pelakuran nuklear pada suhu 0 darjah Celsius. Mereka akan dibekukan dan dikelilingi oleh awan ais beku. Di masa depan yang jauh, bintang beku ini akan menggantikan sebahagian besar bintang biasa di alam semesta yang sejuk dan suram.
Objek runtuh secara magnetik
Semua orang sudah terbiasa dengan fakta bahawa banyak sifat dan paradoks yang tidak dapat difahami berkaitan dengan lubang hitam. Untuk mengatasi masalah yang wujud dalam matematik lubang hitam, para ahli teori telah membuat hipotesis sejumlah objek berbentuk bintang. Pada tahun 2003, saintis menyatakan bahawa lubang hitam sebenarnya bukan satu-satunya, kerana mereka biasa mempercayai, tetapi merupakan jenis bintang eksotik yang disebut "objek yang runtuh secara magnetosfera" (MVCO, MECO). Model MVCO adalah percubaan untuk menangani masalah teoritis: masalah lubang hitam yang runtuh nampaknya bergerak lebih cepat daripada kelajuan cahaya.
MVCO terbentuk seperti lubang hitam biasa. Graviti mengatasi jirim, dan jirim mula runtuh ke dalam dirinya. Tetapi di MVCO, radiasi yang timbul dari pelanggaran zarah menimbulkan tekanan dalaman yang serupa dengan tekanan yang dihasilkan dalam proses pelakuran pada inti bintang. Ini membolehkan MVCO kekal stabil. Ia tidak pernah membentuk cakerawala peristiwa dan tidak pernah runtuh sepenuhnya. Lubang hitam akhirnya akan runtuh ke dalam diri mereka dan menguap, tetapi keruntuhan MVCO akan memakan masa yang tidak terhingga. Oleh itu, ia berada dalam keadaan runtuh yang berterusan.
Teori MVCO menyelesaikan banyak masalah lubang hitam, termasuk masalah maklumat. Oleh kerana MVCO tidak pernah runtuh, tidak ada masalah pemusnahan maklumat, seperti halnya lubang hitam. Walau bagaimanapun, tidak kira betapa hebatnya teori MVKO, komuniti ahli fizik menyambutnya dengan penuh keraguan. Quasar dipercayai lubang hitam yang dikelilingi oleh cakera penambahan bercahaya. Ahli astronomi berharap dapat menemui kuasar dengan sifat magnet tepat MVCO. Sejauh ini, tidak ada yang dijumpai, tetapi mungkin teleskop baru yang akan mengkaji lubang hitam akan menjelaskan teori ini. Sementara itu, MVKO tetap menjadi penyelesaian yang menarik untuk masalah lubang hitam, tetapi jauh dari calon terkemuka.
Bintang Penduduk III
Kami telah membincangkan bintang beku yang akan muncul menjelang akhir alam semesta, apabila semuanya menjadi terlalu logam untuk dibentuk bintang panas. Tetapi bagaimana dengan bintang di hujung spektrum yang lain? Bintang-bintang ini, terbentuk dari gas primordial yang tersisa dari Big Bang, disebut bintang Populasi III. Gambar rajah populasi bintang diperkenalkan oleh Waltor Baade pada tahun 1940-an dan menggambarkan kandungan logam sebuah bintang. Semakin tua penduduk, semakin tinggi kandungan logam. Untuk masa yang lama, hanya ada dua populasi bintang (dengan nama logik populasi I dan populasi II), tetapi ahli astrofizik moden memulakan pencarian serius untuk bintang yang seharusnya ada segera setelah Big Bang.
Tidak ada unsur berat di bintang-bintang ini. Mereka terdiri sepenuhnya dari hidrogen dan helium, diselingi dengan litium. Bintang populasi III sangat terang dan besar, lebih besar daripada banyak bintang moden. Halaman mereka tidak hanya mensintesis elemen umum, tetapi didorong oleh reaksi pemusnahan bahan gelap. Mereka juga hidup sangat sedikit, hanya beberapa juta tahun. Pada akhirnya, semua bahan bakar hidrogen dan helium bintang-bintang ini habis, mereka menggunakan unsur logam berat untuk peleburan dan meletup, menghamburkan unsur-unsur berat ke seluruh alam semesta. Tidak ada yang terselamat di alam semesta muda.
Tetapi jika tidak ada yang bertahan, mengapa kita harus memikirkannya? Ahli astronomi sangat berminat dengan populasi bintang III kerana ia akan membolehkan kita lebih memahami apa yang berlaku di Big Bang dan bagaimana alam semesta muda berkembang. Dan kelajuan cahaya akan membantu ahli astronomi dalam hal ini. Memandangkan kelajuan cahaya yang berterusan, jika ahli astronomi dapat menemui bintang yang sangat jauh, mereka pada dasarnya akan melihat ke masa lalu. Sekumpulan ahli astronomi dari Institut Astrofizik dan Sains Angkasa cuba melihat galaksi yang paling jauh dari Bumi yang cuba kita lihat. Cahaya galaksi ini seharusnya muncul beberapa juta setelah Big Bang dan dapat berisi cahaya dari bintang-bintang Populasi III. Mempelajari bintang-bintang ini akan membolehkan ahli astronomi melihat ke masa lalu. Selain itu, mengkaji bintang-bintang Populasi III juga akan menunjukkan kepada kita dari mana asalnya. Bintang-bintang ini adalah antara yang pertama menghasilkan Alam Semesta dengan unsur-unsur yang menghidupkan dan diperlukan untuk kewujudan manusia.
Kuasi bintang
Tidak boleh dikelirukan dengan quasar (objek yang kelihatan seperti bintang, tetapi tidak), bintang kuasi adalah jenis bintang teori yang hanya dapat wujud di alam semesta muda. Seperti OTZ, yang kita bicarakan di atas, bintang kuasi seharusnya menjadi bintang kanibal, tetapi bukannya menyembunyikan bintang lain di tengahnya, ia menyembunyikan lubang hitam. Kuasi bintang semestinya terbentuk dari bintang Populasi III yang besar. Apabila bintang biasa runtuh, mereka pergi ke supernova dan meninggalkan lubang hitam. Dalam bintang separa, lapisan luar nuklear luar yang padat akan menyerap semua tenaga yang keluar dari teras yang runtuh, tetap di tempatnya dan tidak akan pergi ke supernova. Cangkang luar bintang akan tetap utuh, sementara cangkang dalam akan membentuk lubang hitam.
Seperti bintang gabungan moden, bintang kuasi akan mencapai keseimbangan, walaupun akan disokong oleh lebih daripada sekadar tenaga gabungan. Tenaga yang terpancar dari inti, lubang hitam, akan memberikan tekanan untuk menahan keruntuhan graviti. Bintang semu akan memakan bahan yang jatuh ke dalam lubang hitam dalaman dan membebaskan tenaga. Kerana tenaga yang dipancarkan kuat ini, bintang kuasi akan sangat terang dan 7000 kali lebih besar daripada Matahari.
Namun, akhirnya, bintang kuasi itu akan kehilangan cangkang luarnya setelah sekitar satu juta tahun, hanya menyisakan lubang hitam besar. Ahli astrofizik telah menyatakan bahawa bintang kuasi kuno adalah sumber lubang hitam supermasif di pusat kebanyakan galaksi, termasuk kita. Bima Sakti mungkin bermula dengan salah satu bintang kuno yang eksotik dan luar biasa ini.
Bintang Preon
Ahli-ahli falsafah telah berdebat selama berabad-abad mengenai sekecil mungkin pembahagian jirim. Dengan memerhatikan proton, neutron dan elektron, saintis menyangka mereka telah menemui struktur asas alam semesta. Tetapi ketika sains bergerak maju, zarah-zarah ditemui semakin sedikit, dan konsep alam semesta kita harus dikaji semula. Secara hipotesis, pembahagian itu dapat berlangsung selama-lamanya, tetapi sebilangan ahli teori menganggap preon adalah partikel alam terkecil. Preon adalah zarah titik yang tidak mempunyai pengembangan ruang. Ahli fizik sering menggambarkan elektron sebagai zarah titik, tetapi ini adalah model tradisional. Elektron sebenarnya mempunyai pengembangan. Secara teori, preon tidak mempunyai satu. Mereka boleh menjadi zarah subatom yang paling asas.
Walaupun penyelidikan preon kini tidak sesuai dengan fesyen, itu tidak menghalang para saintis membincangkan rupa bintang preon. Bintang-bintang preon akan sangat kecil, ukuran antara kacang dan bola sepak. Jisim yang dibungkus dalam isipadu kecil ini akan sama dengan jisim Bulan. Bintang-bintang Preon akan menjadi terang berdasarkan standard astronomi, tetapi jauh lebih padat daripada bintang-bintang neutron, objek-objek terpadat yang diperhatikan.
Bintang-bintang kecil ini akan sangat sukar dilihat, berkat lensa graviti dan sinar gamma. Oleh kerana sifatnya yang tidak mencolok, beberapa ahli teori menganggap bintang preon yang dicadangkan sebagai calon untuk masalah gelap. Namun para saintis pada pemecut zarah kebanyakannya mementingkan boson Higgs, daripada mencari preon, jadi keberadaannya akan atau mungkin tidak akan disahkan segera.
Bintang Planck
Salah satu soalan terbesar mengenai lubang hitam adalah: seperti apa dari dalam? Buku, filem, dan artikel yang tidak terkira banyaknya telah diterbitkan mengenai topik ini, mulai dari spekulasi hebat hingga sains yang paling sukar dan tepat. Dan belum ada kata sepakat. Selalunya pusat lubang hitam digambarkan sebagai satu keunikan dengan ketumpatan yang tidak terhingga dan tidak mempunyai dimensi ruang, tetapi apa sebenarnya maksudnya? Ahli teori moden berusaha untuk mengetahui perihal yang tidak jelas ini dan mengetahui apa yang sebenarnya berlaku dalam lubang hitam. Dari semua teori, salah satu yang paling menarik adalah anggapan bahawa ada bintang di tengah lubang hitam yang disebut bintang Planck.
Bintang Planck yang dicadangkan pada awalnya dirancang untuk menyelesaikan paradoks maklumat lubang hitam. Sekiranya kita menganggap lubang hitam sebagai titik tunggal, ia mempunyai kesan sampingan yang tidak menyenangkan: maklumat akan dimusnahkan, menembusi lubang hitam, melanggar undang-undang pemuliharaan. Walau bagaimanapun, jika terdapat bintang di tengah lubang hitam, ia akan menyelesaikan masalah dan membantu dengan pertanyaan mengenai cakerawala peristiwa lubang hitam juga.
Seperti yang anda duga, bintang Planck adalah perkara yang aneh, yang bagaimanapun disokong oleh peleburan nuklear konvensional. Namanya berasal dari fakta bahawa bintang seperti itu akan mempunyai ketumpatan tenaga yang hampir dengan bintang Planck. Ketumpatan tenaga adalah ukuran tenaga yang terdapat di kawasan ruang, dan ketumpatan Planck adalah jumlah yang besar: 5,15 x 10 ^ 96 kilogram per meter padu. Ini banyak tenaga. Secara teorinya, banyak tenaga dapat berada di Alam Semesta tepat setelah Big Bang. Malangnya, kita tidak akan pernah melihat bintang Planck jika ia berada di dalam lubang hitam, tetapi anggapan ini membolehkan kita menyelesaikan sejumlah paradoks astronomi.
Bola gebu
Ahli fizik gemar mengemukakan nama-nama lucu untuk idea yang rumit. Fluffy Ball adalah nama paling lucu yang dapat Anda fikirkan untuk wilayah ruang yang mematikan yang dapat membunuh anda dengan serta-merta. Teori bola fluffy berpunca dari percubaan untuk menggambarkan lubang hitam menggunakan idea teori tali. Pada dasarnya, bola yang gebu itu bukan bintang yang sebenarnya dalam arti bahawa ia bukan campuran plasma berapi yang didorong oleh pelakuran. Sebaliknya, ia adalah wilayah rentetan tenaga yang terjerat yang disokong oleh tenaga batin mereka sendiri.
Seperti disebutkan di atas, masalah utama lubang hitam adalah mencari tahu apa yang ada di dalamnya. Masalah yang mendalam ini adalah teka-teki eksperimental dan teoritis. Teori lubang hitam standard menimbulkan sejumlah percanggahan. Stephen Hawking menunjukkan bahawa lubang hitam menguap, yang bermaksud bahawa setiap maklumat di dalamnya akan hilang selamanya. Model lubang hitam menunjukkan bahawa permukaannya adalah "firewall" tenaga tinggi yang menguap zarah masuk. Yang paling penting, teori mekanik kuantum tidak berfungsi apabila diterapkan pada keunikan lubang hitam.
Bola yang gebu menyelesaikan masalah ini. Untuk memahami apa jenis bola halus, bayangkan kita hidup di dunia dua dimensi, seperti di sehelai kertas. Sekiranya seseorang meletakkan silinder di atas kertas, kita akan menganggapnya sebagai bulatan dua dimensi, walaupun objek ini sebenarnya wujud dalam tiga dimensi. Kita dapat membayangkan bahawa struktur sombong wujud di alam semesta kita; dalam teori rentetan mereka dipanggil brane. Sekiranya terdapat kecenderungan multidimensi, kita hanya akan merasakannya dengan deria dan matematik 4D kita. Ahli teori rentetan telah menyatakan bahawa apa yang kita panggil lubang hitam sebenarnya adalah persepsi dimensi rendah kita terhadap struktur rentetan multidimensi yang melintasi ruang masa empat dimensi kita. Maka lubang hitam tidak akan menjadi satu; ia hanya akan menjadi persimpangan ruang-waktu kita dengan rentetan multidimensi. Persimpangan ini adalah bola yang gebu.
Semua ini nampaknya esoterik dan menimbulkan banyak persoalan. Walau bagaimanapun, jika lubang hitam sebenarnya kusut halus, ia akan menyelesaikan banyak paradoks. Mereka juga akan mempunyai ciri-ciri yang sedikit berbeza daripada lubang hitam. Daripada singulariti satu dimensi, bola halus mempunyai kelantangan tertentu. Tetapi, walaupun terdapat volume tertentu, ia tidak memiliki cakrawala peristiwa yang tepat, perbatasannya "halus". Ini juga membolehkan ahli fizik menerangkan lubang hitam menggunakan prinsip mekanik kuantum. Bagaimanapun, bola halus adalah nama lucu yang mencairkan bahasa saintifik kami yang ketat.
Berdasarkan bahan dari listverse.com
Ilya Khel
