Τρίτη, 20 Ιουνίου 2017

Μαύρες τρύπες και πάλσαρ θα μπορούσαν να βοηθήσουν στον έλεγχο της θεωρίας χορδών

Σύμφωνα με φυσικούς, η ανακάλυψη νέων πρόσθετων διαστάσεων, εκτός από τις τρεις που ήδη γνωρίζουμε, μπορεί να είναι δυνατή μέσα από εμπεριστατωμένες μελέτες των άστρων νετρονίων και των μαύρων οπών. Ταυτόχρονα, με αυτή τη μελέτη θα πρέπει επίσης να κριθεί κατά πόσον η θεωρία των χορδών βρίσκεται κάτω από επιστημονικό έλεγχο ή όχι.

Η θεωρία των χορδών είναι μια ενοποιητική θεωρία, πράγμα που σημαίνει ότι επιδιώκει να συμβιβάσει στοιχεία σχετικά με όλες τις γνωστές δυνάμεις του σύμπαντος. Ωστόσο, αυτό προϋποθέτει την ύπαρξη πολλών διαστάσεων, η οποία καθιστά τις όποιες εξισώσεις της παρά πολύ περίπλοκες.

Εάν πράγματι οι αστροφυσικοί καταφέρουν να ανακαλύψουν επιπλέον διαστάσεις χρησιμοποιώντας τις μαύρες τρύπες και έναν ειδικό τύπο των άστρων νετρονίων, τα γνωστά πάλσαρ, τότε οι θεωρητικοί φυσικοί θα μπορούσαν να δουλέψουν για το αν δουλεύει σωστά ή όχι η θεωρία των χορδών.

Περιέργως, οι αστρονόμοι προτείνουν ότι το Σύμπαν είχε πολύ περισσότερες διαστάσεις από αυτές που έχουμε συνηθίσει σήμερα, τις πρώτες στιγμές μετά το Big Bang. Αλλά αυτές δεν ήταν σταθερές, και αυτός ήταν ο λόγος που κατέρρευσαν η μία στην άλλη, έως ότου τελικά ήταν σε θέση να σταθεροποιηθούν σε αυτές που απέμειναν.

Αυτοί είναι μερικοί από τους λόγους για τους οποίους ο έλεγχος της θεωρίας των χορδών είναι τόσο δύσκολος. Οι ειδικοί έχουν προσπαθήσει γι αυτό για χρόνια, αλλά μέχρι στιγμής ήταν σε θέση να πάρουν μέτρια αποτελέσματα. Σε μια νέα μελέτη, μια ερευνητική ομάδα προτείνει ότι οι πρόσθετες διαστάσεις μπορεί να εμφανίζονται σε ένα δυαδικό σύστημα με μια μαύρη τρύπα και ένα pulsar.

Το πάλσαρ είναι ένας ειδικός τύπος άστρου νετρονίων. Παράγει πίδακες έντονης ακτινοβολίας που εκπέμπονται από τους πόλους του, και που μοιάζουν με τις ακτίνες του φάρου όταν τις βλέπουμε από τη Γη. Τα πάλσαρ, όπως και πολλά άλλα αστέρια νετρονίων, μπορεί να περιστρέφονται απίστευτα γρήγορα, δίνοντας την εντύπωση ότι είναι ένας φάρος στο διάστημα.

«Το σύμπαν το ίδιο περιέχει «πειραματικές» διατάξεις που δεν μπορούμε να φτιάξουμε στη Γη,» εξηγεί John Simonetti από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Virginia, ο οποίος ήταν ο επικεφαλής της νέας έρευνας. Υποστηρίζει ότι ένα δυαδικό σύστημα, όπως προτείνει η ομάδα του θα μπορούσε να μας αποκαλύψει πολλά αστρονομικά φαινόμενα.

Για παράδειγμα, ο Stephen Hawking προτείνει ότι οι μαύρες τρύπες χάνουν μάζα με την πάροδο του χρόνου. Αυτά τα σωματίδια (ακτινοβολία Hawking) διαφεύγουν με πολύ χαμηλές ταχύτητες, και ως εκ τούτου είναι πολύ δύσκολο να ανιχνευθούν σήμερα. Αλλά η βαρυτική αλληλεπίδραση με ένα αστέρι νετρονίων μπορεί να παράγει τις επιπλέον διαστάσεις.

Αν αυτό πράγματι συμβαίνει, τότε τα σωματίδια θα έχουν περισσότερους τρόπους για να ξεφύγουν από την μαύρη τρύπα, μειώνοντας έτσι τη μάζα του πιο γρήγορα. Με τη σειρά του, αυτό θα αποδυνάμωνε την βαρυτική έλξη του αντικειμένου, κάτι που θα μπορούσε να αναγκάσει το αστέρι νετρονίων να απομακρύνεται ολοένα και πιο μακριά κάθε χρόνο.

Λόγω της πολύ μεγάλης μάζας που έχουν αυτά τα αντικείμενα, και της τεράστιας βαρυτικής έλξης που ασκούν το ένα στο άλλο, το φαινόμενο αυτό θα μπορούσε να λάβει χώρα σε τόσο υψηλές ταχύτητες, που θα επέτρεπαν στα τηλεσκόπιά μας να δουν αυτή την κίνηση. Μια τέτοια μελέτη θα αποδείκνυε και την ύπαρξη πολλών διαστάσεων, υποστηρίζουν οι θεωρητικοί φυσικοί.