大经脉蹬
Da JìngMài Deng

Gravastar

Nel Marzo 2005, il fisico George Chapline al Lawrence Livermore National Laboratory in California ha affermato che la meccanica quantistica molto probabilmente non ammette buchi neri, che sono invece stelle di energia oscura. Queste stelle vengono anche chiamate gravastar.
Le stelle di energia oscura o gravastar sono state proposte a causa del fatto che in fisica quantistica è necessario avere un tempo assoluto, mentre nella relatività generale, per un oggetto che cade verso un buco nero sembrerebbe, ad un osservatore esterno, che il tempo passasse infinitamente lentamente all'orizzonte degli eventi. L'oggetto in questione sentirebbe il tempo scorrere normalmente. Al fine di riconciliare la meccanica quantistica con i buchi neri, Chapline ha teorizzato che una fase di transizione nella fase dello spazio avvenga all'orizzonte degli eventi. Egli ha basato le sue idee sulla fisica dei superfluidi.
Quando una colonna di superfluido cresce in altezza, la densità cresce abbassando la velocità del suono, fino a farla arrivare ad un valore prossimo allo zero.

A quel punto, la fisica quantistica fa dissipare alle onde sonore la loro energia nel superfluido, in modo tale da non far raggiungere il valore zero. Nella teoria delle stelle di energia oscura, la materia che si avvicina all'orizzonte degli eventi decade in particelle più leggere. Con l'approssimarsi a questo orizzonte, gli effetti dell'ambiente accelerano il decadimento dei protoni. Ciò potrebbe essere la sorgente dei raggi cosmici ad alta energia, e sorgente di positroni. Quando la materia cade attraverso l'orizzonte degli eventi, l'energia equivalente di parte o tutta questa materia è convertita in energia oscura. Questa pressione negativa bilancia la massa che la stella acquisisce, evitando una singolarità.
La pressione negativa dà un grande valore alla costante cosmologica. Dal momento che non c'è alcuna singolarità da eliminare, la radiazione di Hawking potrebbe non esistere in questo modello dei buchi neri. Inoltre, stelle di energia oscura primordiali potrebbero essere formate dalle fluttuazioni dello spazio-tempo stesso. Ciò è analogo a "gocce di liquido che spontaneamente si condensino da un gas in raffreddamento". Questo non solo cambia la comprensione dei buchi neri, ma offre anche il potenziale per spiegare l'energia e la materia oscura indirettamente osservate.
In astrofisica, la teoria delle gravastars è stata proposta da Pawel Mazur e Emil Mottola, come alternativa al modello dei buchi neri. Contro l'idea di una stella che collassa fino a divenire un oggetto di densità infinita, generando una singolarità nello spazio-tempo, la teoria delle gravastar afferma che, quando un oggetto va incontro a collasso gravitazionale, nella regione di spazio in cui si trova si determinerebbe una transizione di fase quantistica che argina il collasso definitivo. La stella si trasforma infine in una bolla sferica di vuoto carico di energia oscura. Questa bolla di vuoto denso d'energia è racchiusa da una crosta di materia iperdensa. La teoria è controversa fra gli astrofisici, poiché il modello delle gravastar richiede che si accetti una concezione alquanto speculativa di un'ipotetica teoria quantistica della gravità, e d'altro canto non presenta alcun vantaggio esplicativo rispetto al modello dei buchi neri. Inoltre, nessuna delle proposte teoriche che si avvicinino a costituire una qualche forma di teoria quantistica della gravità, implica effettivamente che lo spazio debba comportarsi nella maniera indicata da Mottola e Mazur.

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Il nome gravastar è una semplice sigla, derivata dalle parole inglesi GRAvitational VAcuum STAR (stella di vacuum gravitazionale). Una traduzione italiana del termine potrebbe essere gravistella, in analogia con quasistella, che traduce l'altra sigla inglese quasar.
Mazur e Mottola hanno suggerito che le gravastar potrebbero fornire una soluzione ai paradossi relativi alla perdita di informazione nei buchi neri, e che il gravastar potrebbe essere la causa dei lampi di raggi gamma. In ogni modo, è opinione di molti astrofisici che esistano modelli molto meno radicali e speculativi atti a risolvere i problemi teorici relativi alle due questioni qui prese in considerazione.
Vista dall'esterno, una gravastar sembra simile a un buco nero. È visibile solo grazie alle emissioni di radiazioni ad alta energia generate dalla consumazione di materia che eventualmente provenga dallo spazio nelle sue immediate vicinanze. Gli astronomi osservano di continuo in cielo i raggi x emessi dalla materia che i presunti buchi neri assorbono, e così ne scoprono la presenza. Una gravastar produce segnali identici.
All'interno di una gravastar, tuttavia, lo spazio-tempo si troverebbe in condizioni estreme, tali da produrre l'azione di una forza repulsiva (agente dal centro della stella verso la superficie) pari alla forza gravitazionale che tenderebbe di per sé a far implodere l'astro su sé stesso, trasformandolo in un vero e proprio buco nero. Questa forza repulsiva non è altro che la manifestazione di quella stessa energia oscura la cui azione ha, nello spazio interstellare, l'effetto di distorcere e spostare verso il rosso, agli occhi dei telescopi, lo spettro delle supernovae lontane, e che tende a far espandere lo spazio-tempo molto più rapidamente di quanto le teorie ordinarie del big bang prevedrebbero. La gravastar costituirebbe dunque la forma estrema dell'equilibrio dinamico, tipico di ogni stella, fra gravità e forze espansive. Intorno al vuoto che si genera nella gravastar, si troverebbe, come si è accennato, una bolla di materia densissima, una forma estrema di condensato di Bose-Einstein, nel quale tutta la materia (protoni, neutroni, electroni), si converte in quello che si chiama uno stato quantico, creando un super atomo.

2006© Stefano Zamblera tratto da Wikipedia.org
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