Сделать стартовой  |  Добавить в избранное  |  RSS 2.0  |  Информация авторамВерсия для смартфонов
           Telegram канал ОКО ПЛАНЕТЫ                Регистрация  |  Технические вопросы  |  Помощь  |  Статистика  |  Обратная связь
ОКО ПЛАНЕТЫ
Поиск по сайту:
Авиабилеты и отели
Регистрация на сайте
Авторизация

 
 
 
 
  Напомнить пароль?



Клеточные концентраты растений от производителя по лучшей цене


Навигация

Реклама

Важные темы


Анализ системной информации

» » » Нейтронные звезды не дают гравитации ослабевать

Нейтронные звезды не дают гравитации ослабевать


6-11-2009, 11:05 | Наука и техника / Космические исследования | разместил: VP | комментариев: (0) | просмотров: (1 497)

Сила тяготения стабильна и не желает ослабевать. Одно из последних «окон» возможной переменности гравитационной постоянной закрыто наблюдениями за единственной нейтронной звездой.

 

Поль Дирак был одним из основоположников квантовой теории и одним из самых удивительных физиков XX столетия. Ему еще не исполнилось и 25 лет, когда он получил свою докторскую степень за работу, которая коренным образом изменила основания квантовой механики и нашла приложения даже в механике классической.

 

Спустя два года он уже был автором первого уравнения, связавшего квантовую механику и теорию относительности, а вскоре стал первым ученым, предсказавшим неизвестную прежде частицу из одних лишь теоретических соображений симметрии. Эта частица, позитрон, была открыта в 1932 году, когда Дираку едва-едва исполнилось 30 лет. Через год в кармане 31−летнего физика уже лежала половина Нобелевской премии, которую он разделил со Шредингером.

Большие числа

Все это заставляло коллег Дирака относиться к его работам очень серьезно, даже если на первый взгляд они казались слишком умозрительными. В конце концов, «античастицы», «дырки в море Дирака», поначалу тоже казались чем-то противоречащим здравому смыслу. Однако ж не прошло и пятилетки, как позитрон был открыт.

 

В 1937 году Дирак, развивая идеи Германа Вейля, увлекся размышлениями о так называемых «больших числах», самым главным из которых было 1040 (10 в 40−й степени). Как заметил Дирак, очень многие безразмерные отношения во Вселенной – например, отношение характерных масштабов гравитационной и электромагнитной сил, действующих между частицами, выражались именно этим числом.

 

Среди прочих, с этим числом совпало и отношение возраста Вселенной (каким его полагали на тот момент) к характерному электромагнитному времени электрона. Каков был доскональный физический смысл этой величины, Дирак сказать не мог, однако предположил, что близость двух отношений должна как-то проистекать из внутренней связи между гравитацией и электромагнетизмом.

Тяготение слабеет

Грубо говоря, гравитация по Дираку такая слабая, потому что Вселенная – такая старая. Но вот беда: возраст Вселенной-то с ее возрастом увеличивается, простите за каламбур. А значит, чтобы объяснение работало, гравитация должна со временем ослабевать. Дираку такое предположение не показалось излишне диким, поскольку гравитационная постоянная G (константа Кавендиша, или, как ее иногда называют, константа Ньютона) известна не с такой уж большой точностью.

 

перемены

Ниже точности
Со времен Кавендиша, впервые измерившего константу, до Дирака прошло всего 250 лет — срок ничтожный в сравнении с возрастом Вселенной. Изменения G за это время также должны быть ничтожными в сравнении с неточностью, с которой известна эта величина.

Как ни странно, идея о медленном изменении постоянной гравитации очень понравилась и многим физикам, и многим астрономам, и даже некоторым геологам. Первые довольно быстро сообразили, как естественным образом включить переменность в эйнштейновскую теорию гравитации (общую теорию относительности). Вторые выяснили, что переменная гравитационная сила позволяет объяснить некоторые несуразности тогдашней наблюдательной космологии. А третьи даже предположили, что изменения G могут быть ответственны за эволюцию Земли – за счет ослабления силы тяжести наша планета должна чуть-чуть «пухнуть» и, как следствие, растрескиваться, и многие рассматривали наличие океанических хребтов как свидетельство такого растрескивания.

Окна переменности

Хотя «законы больших чисел» Дирака сейчас считаются скорее совпадением без особого смысла, переменность постоянной тяготения G – и в наши дни до конца не опровергнутая, хоть и маргинальная, идея. Поэтому физики пытаются наложить всевозможные ограничения на скорость изменения этой константы, и в этих усилиях обращают свой взгляд на самые разные процессы, в которые вовлечена как гравитация, так и другие силы.

 

Ученые следили за переменами G в лаборатории, исследовали изотопный состав продуктов реакции «естественного ядерного реактора» Окло в Габоне, очень точно измеряли положение линий в спектрах далеких объектов, наблюдали за изменениями в движении планет и комет Солнечной системы. Все это позволило ограничить изменения G на разных временных масштабах — например, десятилетий или миллиардов лет.

 

Существует, однако, временной масштаб, на котором ограничения до недавних пор отсутствовали – это промежуток времени от десятков миллионов до миллиарда лет.

Трупные ограничения

Теперь и эта область надежно прикрыта. Андреас Райзенеггер из Католического университета Чили и его коллеги из Германии, Канады и США представили свои результаты на одном из мероприятий Генеральной ассамблеи Международного астрономического союза, которая прошла в Бразилии в августе текущего года. Теперь их работа доступна в Архиве электронных препринтов Корнельского университета.

 

Ученые сообразили, что медленные изменения G повлияют на остывание нейтронных звезд – эволюционных «трупов», которые остаются в конце жизни массивных (но не самых массивных) звезд. По сути, это гигантские атомные ядра массой в несколько солнц и размером в десяток-другой километров. Как и следует из названия, нейтронные звезды состоят по большей части из нейтронов – электрически незаряженных собратьев обычных протонов, которые входят в состав большинства атомных ядер.

 

В свободном виде нейтроны нестабильны и распадаются меньше чем за полчаса. Однако в нейтронной звезде распаду препятствует запрет Паули, который не позволяет двум продуктам этого распада – протонам и электронам рождаться в произвольном числе. Их максимальное количество определяется плотностью и температурой вещества, а вот последние уже зависят от силы гравитации.

 

Как показали Райзенеггер и его коллеги, ослабление гравитации создает новые свободные места для частиц, и реакция может снова пойти. Этот распад «греет» нейтронную звезду, в том числе и на поверхности. По подсчетам астрономов, этот нагрев столь существенен, что наблюдения всего одной-единственной старой нейтронной звезды – пульсара PSR J0437−4715 — очень жестко ограничивают диапазон возможного изменения G. Она не может меняться быстрее, чем на 1% за 100 миллионов лет.

Эйнштейн стоит

Впрочем, имеющиеся ограничения и так уже свидетельствуют, что оригинальная идея Дирака не работает – G если и меняется, то медленнее, чем требуется по его гипотетическому закону. Однако вариации гравитационной постоянной от эпохи к эпохе или от места к месту – мощный тест теории гравитации. Пока она с честью выходит из этих испытаний.



Источник: infox.ru.

Рейтинг публикации:

Нравится0



Комментарии (0) | Распечатать

Добавить новость в:


 

 
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.





» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
 


Новости по дням
«    Ноябрь 2024    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930 

Погода
Яндекс.Погода


Реклама

Опрос
Ваше мнение: Покуда территориально нужно денацифицировать Украину?




Реклама

Облако тегов
Акция: Пропаганда России, Америка настоящая, Арктика и Антарктика, Блокчейн и криптовалюты, Воспитание, Высшие ценности страны, Геополитика, Импортозамещение, ИнфоФронт, Кипр и кризис Европы, Кризис Белоруссии, Кризис Британии Brexit, Кризис Европы, Кризис США, Кризис Турции, Кризис Украины, Любимая Россия, НАТО, Навальный, Новости Украины, Оружие России, Остров Крым, Правильные ленты, Россия, Сделано в России, Ситуация в Сирии, Ситуация вокруг Ирана, Скажем НЕТ Ура-пЭтриотам, Скажем НЕТ хомячей рЭволюции, Служение России, Солнце, Трагедия Фукусимы Япония, Хроника эпидемии, видео, коронавирус, новости, политика, спецоперация, сша, украина

Показать все теги
Реклама

Популярные
статьи



Реклама одной строкой

    Главная страница  |  Регистрация  |  Сотрудничество  |  Статистика  |  Обратная связь  |  Реклама  |  Помощь порталу
    ©2003-2020 ОКО ПЛАНЕТЫ

    Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам.
    Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+


    Map