Les trous noirs sont des objets extrêmement univers, en théorie, tant que masse suffisante pour presser un volume suffisamment faible, le résultat sera un trou noir. La vitesse d'échappement nécessaire à sa surface atteindra la vitesse de la lumière, parce que la vitesse de la lumière est la plus grande vitesse, donc rien ne peut échapper à un trou noir.
Bien qu'en théorie il est facile de fabriquer des trous noirs, mais la substance réelle normalement difficile à faire. L'hydrogène est l'élément le plus commun dans l'univers, il va fondre pour former une étoile à haute température et haute densité de réaction en chaîne, plutôt que d'un trou noir. étoiles nucléaires et neutrons stellaires tels que les naines blanches, peuvent résister à l'effondrement gravitationnel, pour ne pas devenir un trou noir. naine blanche ne peut atteindre 1,4 fois celle du soleil, et la qualité de l'étoile à neutrons peut atteindre deux à trois fois le soleil. Alors, pourquoi est-il une telle différence?
Dans notre univers, nous savons basés sur des objets matériels sont composés de composition chimique simple, à savoir protons, neutrons et électrons. Chacun se compose de protons et de neutrons trois quarks, il contient un proton et deux sur un quark inférieur Quark, l'un contenant un quark de neutrons et deux vers le bas quark. D'autre part, particule élémentaire électronique lui-même. Il existe deux types de particules, ce qui est, fermions et bosons, les quarks et les électrons sont des fermions.
Il se trouve que quand il vient à la question de la formation du trou noir, la classification de ces caractéristiques est essentielle. Certaines caractéristiques des fermions non bosons, comprenant: (1) fermions de spin demi-entier (par exemple, ± 1/2, 3/2 ±, ± 5/2, etc.), des bosons de spin est un nombre entier (0 , ± 1, ± 2, etc.); (2) a une fermions antiparticule, pas bosons correspondant; (3) fermions satisfont à l'exclusion de Pauli principe; (4) la dernière fonction est d'empêcher les effondrements matériel dans un trou noir clé.
principe d'exclusion de Pauli applique uniquement aux fermions, non bosons, ce principe montrer tout système quantique, deux fermions peuvent occuper le même état quantique. En d'autres termes, si un électron dans un endroit particulier, il a un ensemble de propriétés dans l'état: les niveaux d'énergie, le moment angulaire, et ainsi de suite.
Si, cependant, le second électron est placé dans la même position dans le système, il est interdit d'avoir les mêmes nombres quantiques. Il doit occuper, soit un niveau différent, un spin différent (-1/2 si le premier est, il est +1/2), ou d'occuper une autre position dans l'espace.
Cela est la raison pour laquelle les atomes ont des propriétés différentes, raison pour laquelle les atomes dans la combinaison complexe de l'ensemble ainsi lié, et la raison pour laquelle chaque élément de la table périodique est unique, parce que les électrons de chaque atome est différent de l'agencement des autres atomes.
Semblable à protons et neutrons. Bien qu'ils soient des particules complexe composé de trois quarks, mais ils se comportent comme un seul fermion même. Ils suivent également le principe d'exclusion de Pauli, pas deux protons ou les neutrons peuvent occuper le même état quantique. Électrons sont des fermions, ce qui explique pourquoi le nain blanc pour empêcher l'effondrement sous sa propre gravité, même les neutrons sont des fermions, ce qui empêche également d'autres effondrements des étoiles à neutrons. principe d'exclusion de Pauli est la cause de tous les objets les plus denses deviennent des trous noirs pour empêcher.
En observant l'univers des naines blanches, leur limite de masse supérieure d'environ 1,4 masses solaires, qui est, la limite de masse Chandrasekhar. Comme deux électrons peuvent occuper le même état quantique, de sorte que la cause de la pression de dégénération quantique pour empêcher la formation d'un trou noir, jusqu'à ce qu'il dépasse la valeur limite.
Dans les étoiles à neutrons, il y a une limite de qualité similaire: Tolman - limite Volkoff - Oppenheimer. Cela devrait d'abord avec la limite de masse Chandrasekhar du même, parce que la physique sous-jacente est la même. Bien sûr, fournir pas un quantum de pression électronique spécifique dégénération, mais le principe (et les équations) sont presque identiques. D'après les observations ont trouvé que le rapport en masse de l'étoile à neutrons de 1,4 fois la masse du soleil est beaucoup plus grande, pouvant atteindre 2,3 ou 2,5 fois la masse du soleil.
Mais il y a une raison de cette différence. Dans l'étoile à neutrons, la force nucléaire forte a joué un rôle, par rapport aux gaz de fermions froid de modèle simple, ce qui a entraîné une répulsion plus efficace. Au cours des 20 dernières années, les résultats des étoiles à neutrons limite de masse théorique varient considérablement: d'environ 1,5 fois à 3,3 fois la masse du soleil. La raison est inconnue incertitude numérique du comportement des matériaux extrêmement denses, comme la densité du noyau, ne connaissent pas.
Ou plutôt, ces inconnues nous troublés depuis longtemps, jusqu'à ce qu'un nouveau document le mois dernier a changé tout cela. Les auteurs V. D. Burkert, L. Elouadrhiri et F. X. Girod juste fait des progrès clés pour comprendre ce qui se passe à l'intérieur d'une étoile à neutrons.
Au cours des dernières décennies, les protons et les neutrons modèle nucléaire a été grandement améliorée, mais aussi d'améliorer les techniques de calcul et expérimentales. La dernière étude a utilisé une technologie plus ancienne appelée diffusion Compton, émission d'électrons à la structure interne de protons pour sonder la structure. Quand un électron et une interaction quark, il libérera un photon de haute énergie, électronique, et une dispersion et conduit à recul nucléaire. En mesurant ces trois produits, la pression à l'intérieur du noyau peut être calculé la distribution de quark soumis. Trouvé des résultats choquant, la pression de crête moyenne au voisinage du centre de protons jusqu'à 10 ^ 35 Pascals, une plus grande pression que l'étoile à neutrons interne.
En d'autres termes, pour comprendre la pression interne d'une seule distribution de nucléons, nous pouvons calculer ce temps, dans quelles conditions peuvent surmonter cette pression. Bien que cette expérience seulement pour les protons, les neutrons, mais le résultat devrait être semblable, c'est-à-dire à l'avenir, nous devrions être en mesure de calculer une limite de masse neutron plus précise étoile.
mesures énormes pression à l'intérieur du proton et la répartition de la pression, pour nous montrer la raison pour empêcher l'effondrement de l'étoile à neutrons. Chaque pression interne des protons et des neutrons de la force nucléaire forte, cette pression prend en charge les neutrons. Nous avons considérablement amélioré la précision pour déterminer le seuil de qualité. En plus de compter sur l'astrophysique d'observation, l'expérience de la physique nucléaire peut fournir une compréhension théorique où les signes limite étoile à neutrons.
Les documents de recherche ont été publiés dans le magazine (Nature) « Nature ».
