אַסטרוֹנוֹמִיָה

מדוע כוכבי נויטרונים אינם מלאים בחומר אפל?

מדוע כוכבי נויטרונים אינם מלאים בחומר אפל?

חומר אפל מתקשר עם כוח הכבידה נכון? ובכן, בניגוד לחורים שחורים, כוכבי נויטרונים נראים למעשה, והם כיור כוח משיכה עצום, ולכן חומר אפל צריך להצטבר אליהם.

אבל אם כל זה נכון, מה שזה נראה, מדוע אסטרונומים לא גילו או השתמשו בכוכבי נויטרונים כדי לזהות חומר אפל?


כן, כוכבי נויטרונים עשויים לצבור חומר אפל אינטראקציה חלש וזה מאפשר אילוצים תצפיתיים על אופיו. בעיקרון, הטמפרטורה והמשך קיומם של כוכבי נויטרונים מציבים גבולות בחתך הצפיפות והאינטראקציה של החומר האפל.

חלקיק חומר אפל שאינו מתקשר עם החומר רק מכוון את מסלולו על ידי שדה הכבידה של אובייקט כבד, כך שרוב החלקיקים הלא מאוגדים פשוט יחלפו על פני מסלול היפרבולי. אך כפי שנדון ב (Adams & Laughlin 1997), אם יש אינטראקציה בין חומר-אפל בין חומר, החלקיק עשוי להתפזר מחלקיק חומר וכעת יש לו פחות ממהירות בריחה. בדרך זו גמדים לבנים וכוכבי נויטרונים אכן היו צוברים חומר אפל בליבותיהם. קצב הצבירה פרופורציונאלי ל- $ rho v sigma $ כאשר $ rho $ הוא צפיפות החומר האפל, $ v $ המהירות היחסית הממוצעת ו- $ sigma $ חתך הרוחב. Adams & Laughlin מעריכים שכוכב ננסי לבן יצבור מסה משלו בעוד $ 10 ^ {25} $ שנים, אך זה הולך להיות תלוי בחתך הרוחב (אם הוא קטן מדי החומר האפל יעבור) שנמצא לא ידוע.

האם הצטברות זו הייתה הדבר היחיד שקורה היא בסופו של דבר תגרום לגמדים לבנים וכוכבי נויטרונים מאוחר יותר להתפוצץ. עם זאת, חומר אפל הוא ככל הנראה תערובת של חלקיקים וחלקיקים נוגדים לחיסול זה בזה בקצב $ sim rho ^ 2 $; בסביבה מועשרת כמו ליבת גמדים לבנה זה יפיק אנרגיה מפוטונים שנפלטו מחממים דברים. Adams & Laughlin מעריכים את הבהירות בערך 10 $ ^ {- 12} L_ odot $, דבר שאינו מורגש בעידן הנוכחי, אך בסופו של דבר ישמור על גמדים לבנים ב 63 K בעתיד הרחוק (עד שנגמר חומר החושך האפל).

חישובים אחרים ומורכבים יותר מובילים להערכות צבירה גבוהות יותר. אם הקצב היה גבוה מספיק, אז לא היינו רואים שום עצמים צפופים מגניבים - כך שקירור לבן של גמד וכוכבי נויטרונים נותן כמה גבולות לגבי הצפיפות והחתכים האפשריים, אם כי לא מאוד קפדניים. לדוגמה, מודל אחד מציע שכוכבי נויטרונים יתיישרו ב -10,000 ק '. תצפיות כוכבים מגניבות יכולות כבר לשלול כמה מודלים של חומר אפל.

יש אפילו כמה טיעונים לפיה כוכבי לכת על-כדור הארץ בהילות חומר כהה צפוף עשויים להתחמם משמעותית, אם כי זה עשוי לדרוש הילות צפופות באופן לא מציאותי וחתכים גדולים. שטף האדמה הנוכחי של כדור הארץ אכן נותן אילוצים עד כמה חזק זה יכול לקיים אינטראקציה.

אז כוכבי נויטרונים לא נותנים לנו באופן ישיר איתור חומרים אפלים, אבל הם (וכוכבי לכת וגמדים לבנים) נותנים לנו קצת מידע.


מעולם לא ראיתי כל דיון באינטראקציה בין כל אחד מהמועמדים השונים של חומר אפל לבין עניין כוכב הנויטרונים. אבל אנחנו עדיין יכולים לומר משהו שימושי על הלקוח הפוטנציאלי.

ראשית, זכור שאיננו יודעים מהו Dark Matter (DM). יש לנו מספר תיאוריות שהן הרחבות סבירות של המודל הסטנדרטי המכיל חלקיקים שמתנהגים בערך כמו שאנחנו חושבים ש- DM מתנהג, אבל לא רק שאין לנו כל ראיות טובות לכל אחד מהם, חיפשנו את רובם ולא הצלחנו למצוא דבר. הראיות השליליות נופלות פחות מוודאות, אך גם מצביעות על כך שיש משהו חשוב שעוד לא ידענו.

מכל מקום, אתה צודק ש- DM צריך להימשך מכוח הכוכב של הנויטרונים (NS), ונראה סביר ש- DM יגיב עם העניין הצפוף של ה- NS. אבל האינטראקציות היחידות שאני מודע להן תשחרר מעט חום וקצת קרינה אלקטרומגנטית בנקודת האינטראקציה. (חלקיקי DM אינם אנרגטיים מאוד ו- DM אינו צפוף במיוחד.) הדבר ייספג במהירות ויביא לחימום זעיר במיוחד של ה- NS.

וכוכבי נויטרונים רחוקים. קשה מאוד לראות כיצד נוכל לקוות לראות השפעות כלשהן של אינטראקציה כלשהי.


אני רוצה להבהיר חלק משאלה זו שאנשים מסוימים אולי לא מבינים. אם החומר האפל היה ממש רק מושפע מכוח המשיכה, אז לא היית מצפה לראות אותו מתאסף במרכז כוכבי נויטרונים. כאשר חומר אפל נופל לעבר מרכז כוכב נויטרונים, הוא תופס מהירות עד שהוא עובר דרך כוכב הנויטרונים ומתחיל להאט. אך כאשר הוא עוזב את הסביבה של כוכב הנויטרונים, תהיה לו אותה מהירות שהייתה לו בעת כניסה לסביבה. על מנת לאסוף חומר אפל, כוכב הנויטרונים צריך להאט אותו איכשהו. לזה התכוון אנדרס סנדברג כשהזכיר את חתך האינטראקציה של החומר האפל. הכוונה היא להסתברות של אינטראקציות שעשויות להאט את חלקיקי החומר האפל מספיק בכדי שהם ייכלאו.

אם לומר זאת קצת אחרת, נניח שחלקיק היה רחוק מספיק מכוכב הנויטרונים, כך שבעצם ניתן להתעלם מכוח המשיכה של כוכב הנויטרונים. דמיין שהחלקיק נסחף לעבר כוכב הנויטרונים, כך שבסופו של דבר הוא יעבור דרכו. ואז, עד שהחלקיק מגיע לכוכב הנויטרונים, מובטח לו שמתמטית יהיה מעל מהירות הבריחה. ההגדרה של מהירות בריחה היא המהירות שיהיה לחלקיק אם הוא ייפול רחוק לאין ערוך. כוכב הנויטרונים לא יכול ללכוד שום דבר מכיוון שדבר שנסחף מובטח כי הוא תופס במהירות מספקת בדיוק כך, עד שהוא יחזור לאותו מרחק שהיה לפני כן, הוא מתרחק באותה המהירות בה הוא נע. לפני.

כדי להיות הוגנים, יש כאן סייג אחד. אם לחלקיקים היה כוח משיכה משמעותי, כך שהם היו יכולים להשפיע מאוד זה על זה, הם היו יכולים לתקשר בצורה כזו שחלקיק אחד עף עוד יותר מהר, והשני נלכד במסלול סביב (אולי גם עובר דרך) כוכב הנויטרונים. יתכן שחלק מירחיו של צדק נלכדו כך. אך חלקיקי חומר אפל נחשבים למסה זניחה.

אני לא אומר כאן שום דבר שונה מאנדרס סנדברג, אבל אני רק רוצה להדגיש את חשיבות אמירתו לפיה "רוב החלקיקים פשוט יתחלפו על העבר."


מדוע כוכבי נויטרונים אינם מלאים בחומר אפל?

כי חומר אפל אינו מורכב מחלקיקים. יש משהו מיתוס שהוא עושה, שלדעתי מגיע מפיזיקאים של חלקיקים שמעולם לא קראו את החומר המקורי של איינשטיין. אני גם חושב שמדע הוא עסק עסק תחרותי, ויש נטייה לתומכים לקדם את התיאוריה שלהם (למשל WIMP) וטוענים כי תיאוריה של מתחרים (למשל MOND) לוקה בחסר.

חומר אפל מתקשר עם כוח הכבידה נכון? ובכן, בניגוד לחורים שחורים, כוכבי נויטרונים נראים למעשה, והם כיור כוח משיכה עצום, ולכן חומר אפל צריך להצטבר אליהם.

זכור שיש לנו עדויות מדעיות טובות לעקומות סיבוב גלקטיות שטוחות ותופעות אחרות. אלה מצביעים על כך ש- a) יש איזשהו "חומר אפל" בלתי נראה איפשהו, או b) שכוח המשיכה לא עובד בדיוק כמו שאנשים חושבים. עם זאת, הראיות אינן אומרות שחומר אפל עשוי מחלקיקים ונופל למטה.

אבל אם כל זה נכון, מה שזה נראה, מדוע אסטרונומים לא גילו או השתמשו בכוכבי נויטרונים כדי לזהות חומר אפל?

כי אנחנו לא חיים באיזה עולם צ'יקן ליטל שבו השמים נופלים. אני מתייחס לגולסטרנד-פיינלב מתאם איזה מודל שדה כבידה הוא מקום בו החלל נופל למטה. איינשטיין דחה את הרעיון, אך יש פיזיקאים עכשוויים שמתייחסים אליו ברצינות, ראו זאת למשל.

קרדיט תמונה אנדרו המילטון

מדוע זה רלוונטי? כי ב- 1916 אמר קרן היחסות הכללית איינשטיין "האנרגיה של שדה הכבידה תפעל באופן משיכה באותו אופן כמו כל סוג אחר של אנרגיה". זו אנרגיה מרחבית והיא אינה עשויה מחלקיקים. צפיפות האנרגיה של החלל ליד כדור הארץ גדולה יותר מצפיפות האנרגיה של החלל הרחוקה יותר מכדור הארץ. בגלל זה, יש אפקט כוח משיכה. זו הסיבה ש"כובד הכבידה ". איינשטיין תיאר גם שדה כבידה כמקום בו המרחב "אינו הומוגני ואינו איזוטרופי". כך שחומר אפל יכול להיות פשוט שטח לא הומוגני. אל תשכח שלפי האנלוגיה של עוגת צימוקים, החלל בין הגלקסיות מתרחב ואילו הרווח בין הגלקסיות לא מתרחב. שימור האנרגיה אומר לי שזה בוודאי יוביל לצפיפות אנרגיה מרחבית לא הומוגנית. ושגלקסיה ישנה יותר תהיה מוקפת בהילה גדולה יותר / תלולה יותר של חלל לא הומוגני מאשר בגלקסיה צעירה יותר, כך שזה ייראה כאילו יש חומר אפל יותר.

המשמעות של מה שאיינשטיין אמר שיש בחדר "חומר כהה" בחדר שאתה נמצא בו, ממש מול הפנים שלך. רק שהוא לא עשוי מחלקיקים, והוא לא נופל. במקום זאת הוא עשוי ממרחב. אל תשכח את זה החלל חשוך, ויש הרבה דברים בערך.


האם כוכבי נויטרונים מפוצצים חומר אפל?

אחת הבעיות המעצבנות ביותר באסטרופיזיקה כרגע יכולה להיאמר בפשטות: מהו חומר אפל?

עוד אסטרונומיה רעה

חומר אפל דומה למה שאנחנו חושבים עליו כחומר רגיל - מהסוג שממנו אנו עשויים - שיש בו מסה ולכן כוח משיכה. אבל זה לא פולט אור ואינו מתקשר עם חומר רגיל, מה שהופך אותו למשחק של השטן לזהות. יש לנו הרבה סיבות לחשוב שהוא קיים, אך מעולם לא הצלחנו לזהות זאת ישירות.

הרבה מועמדים פוטנציאליים לחומר אפל חוסלו במהלך השנים, ונותרו רק אפשרויות אקזוטיות יותר ויותר, כמו חלקיקים תת אטומיים שטרם התגלו.

המועמד המוביל שם הוא האקציה, שנחזה להתקיים על ידי המודלים הקוונטיים הנוכחיים. הם אינם פולטים אור, אינם מתקשרים עם חומר רגיל אלא באמצעות כוח המשיכה, יכולים להיות נפוצים מאוד ביקום וחמקמקים מאוד. הם מתאימים לחשבון!

אז איך מוצאים משהו שמעולם לא נמצא? עליכם לבחון את ההשפעות החזויות של ציריות, ולראות האם ניתן לצפות באחת מהן.

כוכב נויטרונים הוא קטן וצפוף להפליא, אורז את מסת השמש בכדור שנמשך רק כמה קילומטרים. יצירות אמנות זו מתארות יצירה בהשוואה למנהטן. אשראי: מרכז טיסת החלל גודארד של נאס"א

כאן נכנסים כוכבי נויטרונים, שרידי כוכבים מסיביים לאחר שהם מתפוצצים. בעוד שכבות הכוכב החיצוניות מתפוצצות, הליבה (עד פי 2.8 ממסת השמש) מתמוטטת ויוצרת אובייקט העשוי ברובו מנויטרונים ורוחב רק כמה עשרות קילומטרים. זה גורם להם להיות צפופים עד כדי גיחוך, חמים, מוגדשים מגנטית, והתנור המושלם בו ניתן לאפות צירים.

כאשר פרוטונים או נויטרונים בליבתו של כוכב הנויטרונים עוברים קרוב אחד לשני, הם משחררים אנרגיה. בהתחשב בכך שהטמפרטורה בליבת הכוכב היא כמה מיליארד מעלות, האנרגיה יכולה להיות די גבוהה. ניתן ליצור חלקיקים מתוך אנרגיה זו (זה מה ש- E = mc 2 אומר לנו שניתן להמיר חומר לאנרגיה ולהיפך), וחיזוי אחד של חלקיקים צפוי להיות הצירייה, במספרים רבים.

למרות הצפיפות המדהימה של כוכב נויטרונים (גוש בגודל של שישה צדדים יעלה על כל המכוניות בארה"ב ביחד), האקציה תנשב ממש מהכוכב, כי זה ממש לא אוהב לתקשר עם החומר. עם זאת, כאשר הוא מגיע אל החלק החיצוני של הכוכב, השדה המגנטי החזק מאוד עושה להשפיע עליו. המתמטיקה היא ... קשה, אך היא צריכה להמיר אנרגיה וליצור צילומי רנטגן.

ישנה מחשבה שחומר אפל יצר רשת ענקית בראשית היקום, כמו מודל זה מסימולציה ממוחשבת, המאפשרת לגלקסיות להיווצר לאורך החוטים. קרדיט: ספרינגל ואח '. / פרויקט סימולציית המילניום

אז האם אנחנו פשוט מכוונים את טלסקופי הרנטגן שלנו לכוכבי נויטרונים ונראים אם הם פולטים אותם? ובכן, לא, מכיוון שכוכבי נויטרונים הם כל כך חמים ועוצמתיים שהם פולטים צילומי רנטגן כל הזמן. אבל יש קצת מגניב: אנחנו יכולים לחשב כמה פליטת רנטגן אנו מצפים מהם בגלל היותם חמים, ולראות אם הם פולטים הרבה יותר מאשר זה. אנו מחפשים עודף של צילומי רנטגן. אם אנו רואים את זה, זה יכול להיות מציריות!

מסתבר שיש שבעה כוכבי נויטרונים פשוט מושלמים לסוג כזה. הם מכונים שבעת המופלאה, והם קרובים (כולם בתוך כ -2,000 שנות אור מכדור הארץ), מבודדים ומתקררים אחרי אירוע היצירה שלהם, כלומר להיות במרכז סופרנובה.

כולם נצפו באמצעות טלסקופי רנטגן (במיוחד Chandra ו- XMM-Newton) ו ... נראה שלכולם חוץ מאחד יש עודפי רנטגן. המממ.

יצירות אמנות המתארות את מצפה הרנטגן של צ'נדרה. קרדיט: נאס"א / CXC & amp J. Vaughan

עם זאת, כמובן, יש אזהרה. שניים מהם מראים עודפים ברורים, יותר פליטת רנטגן מהצפוי במידה משמעותית סטטיסטית. לאחר יש עודף אך הוא לא מבוסס היטב סטטיסטית. לשניים נוספים יש עודף שהוא אפילו פחות משמעותי, ובאחרון יש גֵרָעוֹן של צילומי רנטגן.

ובכל זאת, זה מעודד. אפילו יותר טוב, נראה כי שני כוכבי הנויטרונים עם העודף החזק פולטים בערך בכמות שנחזה על ידי מודל יצירת הציר של הפיזיקאים. המממ שוב.

יתכן גם שאלה עם עודפים פחות מוצקים יתכן שיהיה צורך לצפות בהם יותר כאשר חשיפות ארוכות יותר מקלות על ראיית דברים קלושים. כמו כן, כוכבי נויטרונים יפלוטו כמויות שונות בהתאם לכל מיני דברים, כולל טמפרטורה, סיבוב, חוזק השדה המגנטי וכן הלאה. אז זה עדיין אפשרי שכולן פולטות ציריות אבל אנחנו עדיין לא יכולים לזהות את צילומי הרנטגן מספיק טוב.

לחלופין, כדי להיזהר כאן, יכול להיות שיש לזה הסבר אחר לגמרי ואין זה בכלל ציר. זכרו, כרגע צירים הם תיאורטיים לחלוטין. יש לנו סיבות טובות להאמין שהם קיימים, אך עדיין לא הוכח דבר.

יצירות אמנות המתארות את השדה המגנטי המקיף כוכב נויטרונים. קרדיט: קייסי ריד / אוניברסיטת פן סטייט

אבל נראה כי שדרת עודף רנטגן זו טובה לנסוע למטה. הצוות מדבר מעט על סוגי התצפיות הנוספות הדרושות בכדי לעזור, ומציין כי מצפה הכוכבים האירופאי אתנה המוצע יכול לסייע בכך. זה אמור להשיק מתישהו בשנות העשרים של המאה העשרים, אז זה יהיה זמן מה.

ובכל זאת, המון מה לעשות לפני כן בכדי לעזור באיבוד הקינקים בתצפיות. מעניין שיש דרך אחרת שכוכבי נויטרונים יכולים לעשות צירים, אך תצפיות על שיטה זו עלו ריקות. ניסויים אחרים מחפשים גם אותם.

אני מקווה שהם ימצאו אותם. החומר האפל הוא מרתק, והסלידה המטורפת שלו מחומר רגיל משעשעת כרעיון, אך מתרגזת יותר ויותר מבחינה תצפיתית ככל שעובר הזמן. למצוא אותם יכול לפתור הרבה נושאים בתחום האסטרופיזיקה ופיזיקת החלקיקים.

ואם הם מגלים צירים לא קיימים? ובכן, גם זה יכול להיות מעניין. זה אומר שמשהו אחר קורה ביקום, וצריך לחלום על מערך השערות חדש לגמרי כדי להסביר את זה. אבל לעת עתה, נדבק בכל פעם בתעלומה אחת שעד כה לא מזוהה.


מדענים מוכיחים שכוכבי נויטרונים אינם קשקשים

כוכבי נויטרונים מסתובבים פולטים סילוני אור שיכולים לטאטא על פני כדור הארץ כמו זרקור.

מדידה אחרונה של כוכב נויטרונים מסתובב במהירות הוכיחה את מה שנחשב כתמונה אמינה של מרכז הכוכב. מרכזי כוכבי הנויטרונים נוקשים ולא נועזים.

כוכבי נויטרונים הם הגופות של מה שהיה פעם כוכבים גדולים ופעילים. כוכבים אלה נשרפו בכפיפה אחת דרך הדלק הגרעיני שלהם, והתפוצצו בסופרנובות והשאירו אחריהם שריד קטן.

ובקטנה, אני מתכוון לקטן. לכוכב נויטרונים טיפוסי יש מסה של כ -1.2 - פי 2.0 ממסת השמש, אך יש לו קוטר בגודל של עיר בינונית - נניח 12 ק"מ, או 20 ק"מ. לרוב כוכבי הנויטרונים יש מסה של כ -1.4 מסות שמש. הצפיפות של חומר כוכב נויטרונים מדהימה. לכל סנטימטר מעוקב יש מסה שווה ערך לקוביית סלע כחצי קילומטר בצד (800 מטר). חומר כוכב נויטרונים הוא החומר הצפוף ביותר הידוע בקוסמוס.

אסטרונומים יודעים מעט על המבנה של כוכבי נויטרונים. הקרום החיצוני נחשב דומה למה שנמצא בגמדים לבנים, כלומר גרעינים ואלקטרונים, אם כי הם נמעכים הדוקים יותר מאשר בחומר רגיל. בהעמקה עמוקה יותר, כוח הכבידה הוא גבוה מספיק כדי שאלקטרונים נאלצים להיכנס לפרוטונים ולהפוך לנייטרונים. משם מגיע השם "כוכב נויטרונים", וזה החלק הזה של כוכב הנויטרונים שיש לו צפיפויות כה מרשימות.

כאשר אנו נכנסים עמוק יותר לכוכב נויטרונים, קיימת מחלוקת תיאורטית באשר לאיזו צורה יש חומר בתנאים אלה. אסכולה אחת טוענת כי הליבה של כוכב נויטרונים היא פשוט חומר צפוף יותר, המורכב אך ורק מנויטרונים. בפרדיגמה זו הליבה היא רק דברים רגילים של כוכבי נויטרונים. עם זאת, קיימת אפשרות אחרת. יש מדענים הסבורים כי די בלחץ הנוסף במרכז כוכבי הנויטרונים בכדי לפרק את הנויטרונים ולאפשר למרכיבי הנויטרונים להתערבב בחופשיות יחד.

יש רק כוכב לכת אחר בגלקסיה שלנו שיכול להיות כמו כדור הארץ, אומרים מדענים

29 תרבויות חייזרים חכמות אולי כבר הבחינו בנו, אומרים מדענים

הסביר: מדוע 'ירח התות' השבוע יהיה כל כך נמוך, כל כך מאוחר וכל כך זוהר

נויטרונים אינם חלקיקים בסיסיים. הם מורכבים ממכשפת מכשפות של חלקיקים קטנים יותר הנקראים קווארקים וגלואונים. בדרך כלל, קווארקים וגלואונים מוטבעים בצורה מוצקה בפרוטונים ובנייטרונים, אך יתכן שלחצים גבוהים מספיק יאפשרו לקווארקים והגלואונים להתערבב. מדענים מכנים צורה היפותטית זו של חומר "חומר קווארק". אם ליבת הכוכב היא חומר הקווארק, זה מוביל לתחזית המפתיעה שככל שמסתו של כוכב נויטרונים גדל, גודלו יקטן, מכיוון שכוח המשיכה הנוסף יגרום לחומר הקווארק יותר.

הדרך היחידה ליישב מחלוקת מדעית זו היא להשתמש בתצפיות על כוכבי נויטרונים עצמם. שום מעבדה אחרת ביקום אינה מתאימה. הגישה בה השתמשו אסטרונומים הייתה למדוד את גודלם.

מדידת גודלם של כוכבי נויטרונים אינה דבר קל. הם קטנים מדי ורחוקים מכדי למדוד ישירות את קוטרם. במקום זאת, החוקרים צריכים להשתמש במדידות עקיפות.

מנגנון ה- NICER ממוקם בתחנת החלל הבינלאומית.

שיתוף פעולה ניסיוני בחסות נאס"א בשם כוכב הניוטרון פנים קומפוזיציה Explorer (NICER) פיתח שיטה למדידת גודלם של כוכבי נויטרונים. הם צופים בכוכבי נויטרונים כשהם מסתובבים. למרות היותם ניטרלים חשמלית, לכוכבי נויטרונים שדות מגנטיים חזקים מאוד אשר משאירים את פני הכוכב במקום ספציפי. שדות מגנטיים חזקים אלה אחראים לפליטת צילומי רנטגן. בעיקרו של דבר, כמה כוכבי נויטרונים פולטים קרן רנטגן מסוג "זרקור" לחלל בזמן שהם מסתובבים. בגלל האות הפועם, כוכבי נויטרונים כאלה מכונים "פולסרים".

מנגנון ה- NICER מסוגל לתזמן את הזרקור בדיוק של פחות ממיליון שנייה. בשילוב יכולת זו עם היכולת למדוד את ספקטרום צילומי הרנטגן, אסטרונומים מסוגלים לשחזר את פוטנציאל הכבידה של הכוכב, ומכאן, את גודל הכוכב. זה הישג יוצא דופן.

ההצלחה הראשונה של שיתוף הפעולה של NICER התרחשה בשנת 2019, אז למדו פולסר בשם PSR J0030. הוא ממוקם כמאה שנות אור מכדור הארץ לכיוון קבוצת הכוכבים דגים. ל- PSR J0030 מסה של פי 1.4 מזו של השמש וקוטרו נקבע לכ- 26 קילומטרים.

כדי לחקור את שאלת הרכב ליבת הכוכבים של כוכבי נויטרונים, אסטרונומים נדרשו לחזור על המדידה של כוכב גדול יותר. הם בחרו ב- PSR J0740, שהוא פולסר במרחק של כ -400 שנות אור משם. הוא גם מאסיבי יותר - עם מסה של כשתי מסות שמש. מסה נוספת זו אמורה להיות מסוגלת לחקור את גודלם של כוכבי נויטרונים כפונקציה של מסה ולפתור את השאלה האם ליבת הכוכב עשויה מחומר קווארק או לא.

שיתוף הפעולה של NICER מדד את גודלו של PSR J0740 וקבע כי גודלו הוא בטווח של 25 - 27 ק"מ, או בערך כמו הפולסר הקל יותר. תצפית זו שוללת בתוקף את הרעיון שגרעין כוכבי הנויטרונים עשוי מחומר קווארק. במקום זאת נראה שזה נויטרונים עד למטה.

היכולת שלנו להבין את הקרביים של כוכבי נויטרונים הופכת למרגשת. מצפי גל הכבידה כמו מצפה הכבידה של גל הכבידה (LIGO) מדדו מה קורה כשכוכבי נויטרונים מתנגשים, נותנים לנו תובנה לגבי אופי החומר של כוכבי נויטרונים. ומדידה שנערכה לאחרונה במעבדה הלאומית תומאס ג'פרסון שופכת אור גם על נוקשות החומר הגרעיני. כאשר תצפיות כמו אלה משולבות ביכולות מצפה הכוכבים NICER, לאסטרונומים המתעניינים בהתנהגותם של כוכבים בסוף חייהם יהיה הרבה מה ללמוד, כשאנחנו נכנסים לתור הזהב של אסטרונומיה של כוכבי נויטרונים.


כוכבי נויטרונים, לא חומר אפל, עשויים להסביר את עודף קרני הגמא של שביל החלב

מחקרים שערכו שתי קבוצות עצמאיות מארה"ב והולנד מצביעים על כך שעודף קרני הגמא שנצפו מהגלקסיה הפנימית מגיע ככל הנראה ממקור חדש ולא מחומר אפל. המועמדים הטובים ביותר הם כוכבי נויטרונים המסתובבים במהירות, אשר יהוו יעדים עיקריים לחיפושים עתידיים. קבוצת פרינסטון / MIT והקבוצה ההולנדית השתמשו בשתי טכניקות שונות, רעש שאינו פואסוניאני והפיכת גל, בהתאמה, כדי לקבוע באופן עצמאי כי אותות קרני הגמא אינם נובעים מחיסול חומר אפל. קרדיט תמונה: כריסטוף וניגר, UvA. & העתק את UvA / פרינסטון. התפרצויות של קרני גמא ממרכז הגלקסיה שלנו אינן עשויות להיות אותות של חומר אפל, אלא תופעות אסטרופיזיות אחרות כמו כוכבים מסתובבים במהירות הנקראים פולסרי מילישניות, על פי שני מחקרים חדשים, אחד מצוות מבוסס באוניברסיטת פרינסטון וב- המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס ועוד אחד שבסיסו בהולנד באוניברסיטת אמסטרדם.

מחקרים קודמים הראו שקרני גמא המגיעות מאזור החלל הצפוף בגלקסיית שביל החלב הפנימית עלולות להיגרם כאשר חלקיקי חומר כהה בלתי נראים מתנגשים. אך באמצעות שיטות ניתוח סטטיסטיות חדשות, שני צוותי המחקר מצאו באופן עצמאי כי אותות קרני הגמא אינם אופייניים לאלה הצפויים מחומר אפל. שתי הצוותים דיווחו על הממצא בכתב העת Physical Review Letters השבוע.

הניתוח שלנו מצביע על כך שמה שאנחנו רואים הוא עדות למקור אסטרופיזי חדש של קרני גמא במרכז הגלקסיה, & # 8221 אמרה מריאנג'לה ליסאנטי, פרופסור לפיזיקה בפרינסטון. & # 8220 זהו אזור מאוד מסובך בשמיים ויש אותות אסטרופיזיים אחרים שיכולים להתבלבל עם אותות חומר אפל. & # 8221

מרכז הגלקסיה של שביל החלב מכיל חומרים אפלים מכיוון שהוא ביתם של ריכוז מסה צפוף, כולל צבירי כוכבים צפופים וחור שחור. ממצא חותך של התנגשויות של חומרים אפלים במרכז הגלקטי יהווה צעד גדול קדימה באישור הבנתנו את היקום שלנו. & # 8220 מציאת עדויות ישירות להתנגשויות אלה תהיה מעניינת מכיוון שהן יעזרו לנו להבין את הקשר בין חומר אפל לחומר רגיל, & # 8221 אמר בנימין ספדי, חוקר פוסט-דוקטורט ב- MIT שזכה בתואר דוקטור. בשנת 2014 בפרינסטון.

כדי לדעת אם האותות היו מחומר אפל לעומת מקורות אחרים, צוות המחקר של פרינסטון / MIT פנה לטכניקות עיבוד תמונה. הם בדקו כיצד צריכות להיראות קרני הגמא אם הן אכן נובעות מהתנגשות חלקיקי חומר כהה משוערים הידועים כחלקיקים מסיביים המפעילים אינטראקציה חלשה, או WIMP. לצורך הניתוח, ליזנטי, ספדי וסמואל לי, לשעבר עמית מחקר בפוסט-דוקטורט בפרינסטון, הנמצא כעת במכון הרחב, יחד עם עמיתיו וויי שו וטרייסי סלטיר ב- MIT, בדקו תמונות של קרני גמא שנתפסו על ידי פרמי גאמא של נאס"א. טלסקופ החלל ריי, שממפה את הקרניים מאז 2008.

חלקיקי חומר אפל נחשבים כמייצרים כ- 85 אחוזים מהמסה ביקום אך מעולם לא אותרו ישירות. התנגשות של שני WIMP, על פי מודל מקובל של חומר אפל, גורמת להם להשמיד זה את זה לייצר קרני גמא, שהן צורת האור האנרגטית ביותר ביקום.

על פי מודל זה, חלקיקי האור, או הפוטונים, בעלי האנרגיה הגבוהה צריכים להיות מפוזרים בצורה חלקה בין הפיקסלים בתמונות שצולמו על ידי טלסקופ פרמי. לעומת זאת, מקורות אחרים, כמו כוכבים מסתובבים המכונים פולסרים, משחררים פרצי אור המופיעים כפיקסלים מבודדים ובהירים.

החוקרים יישמו את שיטת הניתוח הסטטיסטי שלהם על תמונות שנאספו על ידי טלסקופ פרמי ומצאו כי התפלגות הפוטונים הייתה מגושמת ולא חלקה, דבר המצביע על כך שקרני הגמא ככל הנראה לא נגרמות על ידי התנגשויות חלקיקי חומר אפל.

מה המקורות החדשים האלה לא ידוע בדיוק, אמר ליסאנטי, אך אפשרות אחת היא שמדובר בכוכבים ישנים מאוד, המסתובבים במהירות, המכונים פולסים של אלפית השנייה. לדבריה, ניתן יהיה לחקור את מקור קרני הגמא באמצעות סוגים אחרים של סקרי שמיים הכוללים טלסקופים המאתרים תדרי רדיו.

דאגלס פינקביינר, פרופסור לאסטרונומיה ופיזיקה באוניברסיטת הרווארד שלא היה מעורב ישירות במחקר הנוכחי, אמר כי למרות שהממצא מסבך את החיפוש אחר חומר אפל, הוא מוביל לתחומי גילוי אחרים. & # 8220 התפקיד שלנו כאסטרופיזיקאים הוא לאפיין את מה שאנחנו רואים ביקום, ולא לקבל איזושהי תוצאה קבועה מראש, רצויה. כמובן שזה יהיה נהדר למצוא חומר אפל, אבל רק להבין מה קורה ולגלות תגליות חדשות זה מרגש מאוד. & # 8221

לדברי כריסטוף וניגר מאוניברסיטת אמסטרדם ומחברו הראשי של המחקר ההולנדי, הממצא הוא מצב של win-win: או # אנו מוצאים מאות או אלפי פולסרים באלפיות השנייה בעשור הקרוב, ושופכים אור על ההיסטוריה של שביל החלב, או שאנחנו לא מוצאים כלום. במקרה האחרון, הסבר על חומר אפל לעודף קרני הגמא יהפוך הרבה יותר ברור. & # 8221


שיטות

אינטרפולציה מהירה של קול חדשה

נקודת המוצא של שיטת האינטרפולציה החדשה היא להתחשב במהירות הריבוע של הצליל (_ < rm> ^ <2> ) כפונקציה של הפוטנציאל הכימי של הבריון μוהשתמש בכמות זו לבניית כל הפונקציות התרמודינמיות האחרות, ובמיוחד הלחץ עמ '(μ). בפועל, מהירות הקול משולבת תחילה מנקודת ההתאמה של CET נCET = 1.1נ0 לצפיפות גבוהה יותר כדי לתת את צפיפות הבריון

איפה μCET הוא הפוטנציאל הכימי של הבריון המתאים לצפיפות נCET, זה, נCETנ(μCET). לאחר מכן משולבת תוצאה זו כדי להגיע ללחץ:

איפה עמ 'CETעמ '(μCET).

את היחסים שלעיל יש לפתור באופן מספרי באופן כללי, אך במקרה הפשוט הבא שמימשנו בניתוח שלנו, ניתן לטפל בהם בצורה אנליטית. כלומר ראשית אנו לוקחים את הרצף של נעמ ' זוגות

עם μ1 = μCET, (< mu> _ <_

> = 2.6 ) GeV ו- μאני − 1 & lt μאני & lt μאני + 1 לכל השאר אני. לאחר מכן אנו בונים (_ < rm> ^ <2> ) עקומה כפונקציה ליניארית חלקית המחברת נקודות אלה כלומר לכל אחת אני = 1, …, נעמ ' - 1 ועבור μ ∈ [μאני, μאני + 1]

בנקודות ההתאמה μ1 ו- (< mu> _ <_

> ), אנו דורשים עמ ' ו- (_ < rm> ^ <2> ) כדי להתאים לערכים התואמים הניתנים על ידי CET ו- pQCD EoSs, בהתאמה. בנוסף, אנחנו לוקחים נ להיות רציף בכל נקודת התאמה, אך שים לב שהבנייה שלנו מאפשרת EoS שמדמים מעברים לא רצופים מהראשון באופן שרירותי.

למען נתון נעמ ', יש לנו נעמ ' - 2 פוטנציאלים כימיים תואמים עצמאיים μאני ו נעמ ' - 2 נקודות מהירות קוליות עצמאיות (<_ << rm>, i> ^ <2>> ), שממנו נקבע אחד משניהם באמצעות התאמה ל- EoS בצפיפות גבוהה, ומשאיר 2נעמ ' - 6 פרמטרים עבור נתוני EoS בעלי צפיפות נמוכה וגבוהה. אם במקום זאת נכתוב זאת במונחים של מספר הקטעים האינטרפולציה ננעמ ' - 1, ואז התוצאה הופכת ל -2נ - 4. זהו פרמטר חופשי אחד פחות ממספר הפרמטרים החופשיים הדרושים להגדרת EoS פוליטרופי המורכב מאותו מספר קטעים 16.

ההליך לעיל משמש לבניית EoSs בודדים על ידי בחירה נ = 3, 4, 5 ואז בחירה אקראית של ערכים לנקודות התואמות μאני, מהירויות של צליל גs,אני ופרמטר pQCD איקסpQCD (נ"צ 38). ערכי הפרמטר לקוחים מהפצות אחידות μאני ∈ [μCET, 2.6 GeV], (<_ << rm>, i> ^ <2>> in (0,1) ), איקסpQCD ∈ [1, 4], בנוסף לכך אנו בוחרים בערך את אותו המספר של ה- EoSs הגרעיני 'הקשה' או 'הרך' של ref. 14. לבסוף, אנו משתנים את ה- EoS הקיצוניים ב- ϵעמ ' מישור בתוך כל (_ < rm> ^ <2> ) הלהקה מתווה בעיתון שלנו, כדי להבטיח שנבדוק באופן משביע רצון את גודל האזורים הללו. זה מוביל להרכב שנלמד לעיל, המורכב מ

570,000 EoS בודדים. כ -160,000 מתוכם ממלאים את האילוצים האסטרופיזיים המתוארים בטקסט הראשי

70,000 מה- EoS מותרים מכילים לפחות מעבר שלב ראשון מסדר ראשון. הקפדנו בקפידה שגדלי אנסמבל אלה יהיו גבוהים מספיק כדי שהתוצאות שלנו יציבות ביחס להגדלת מספר ה- EoS.

לבסוף, נציין כי בעוד ששיטת האינטרפולציה שתוארה לעיל חדשה באמת, לאחרונה הופיעו מספר מאמרים קשורים שבהם חומר ה- EoS נבנה החל ממהירות הצליל 39,40,41,42,43,44. אף על פי שרוב העבודות הללו מציגות פונקציית אנסאץ לא טריוויאלית לכמות, ובכך להיות מגבילה יותר מגישתנו, לעיון. 39 מהירות הצליל מותרת להתנהג בצורה כללית יותר. ההבדל העיקרי בין להקות ה- EoS שנבנו בהתייחסות זו לבין העבודה הנוכחית שלנו נובע מאילוץ ה- pQCD בצפיפות גבוהה שלנו, שמאלץ את ה- EoS להיות רך יותר בצפיפות גבוהה.

השוואה בין אינטרפולציות שונות

כדי לכמת את ההטיה הפוטנציאלית שהוכנסה לתוצאות שלנו על ידי בחירת שיטת האינטרפולציה של מהירות הקול, אנו משווים את הרכבי ה- EoS וה- MR שלנו לאלה שהושגו בשתי התוכניות הבאות:

אינטרפולציה פוליטרופית לחתיכה חלקית של הלחץ כפונקציה של צפיפות הבריון, (

_(n) = < kappa> _^ << varGamma> _>)

אינטרפולציה ספקטרלית של האינדקס האדיאבטי ( varGamma (p) = frac < epsilon (p) + p>

< left [ frac << rm> epsilon> << rm> p> right]> ^ <-1> ) במונחים של פולינומים של צ'בישב

שתי שיטות האינטרפולציה הללו נדונו בשפע בספרות 14,15,16,17,19,45,46.

אנו בונים את רצועות ה- EoS המתאימות לכל אחת משלוש שיטות האינטרפולציה, ומיישמות את האילוצים האסטרופיזיים המפורטים בטקסט הראשי. כדי להפוך את משפחות ה- EoS להשוותות זו לזו, אנו לא רק מוודאים שההרכבים הם בגודל דומה בערך, אלא בנוסף בוחרים במספר הפרמטרים החופשיים ב- EoS להיות שווים בערך. לצורך אינטרפולציה פולי-טרופית לחתיכה, אנו מאפשרים עד ארבעה מקטעים עצמאיים 16 (בהיקף של חמישה פרמטרים חופשיים), ואילו עבור אינטרפולציה ספקטרלית המוצעת על ידי לינדבלום 45 אנו משתמשים בפולינום צ'בישב בדרגה חמש (ארבעה פרמטרים חופשיים). לבסוף, לצורך אינטרפולציית מהירות הקול, אנו משתמשים בהשוואה זו עד חמישה קטעים עצמאיים (שישה פרמטרים חופשיים). בשני המקרים, אנו מייצרים באופן אקראי הרכבים גדולים של פונקציות אינטרפולציה, מבטיחים כי ה- EoSs המתקבלים הם סיבתי ועקבי מבחינה תרמודינמית, ולבסוף זורקים את ה- EoSs שאינם מסכימים עם אילוצי התצפית שהוצגו בטקסט הראשי. שוב, איננו מוסיפים מעברים מפורשים מהסדר הראשון ל- EoS, אלא מאפשרים מעברים רציפים חזקים באופן שרירותי, ובכך מחקים מקרוב מעברי פאזה לא רציפים.

המסקנה שלנו מההשוואה בין ה- EoS שנבנו (איור נתונים מורחב איור 1 א) היא שמהירות הקול והאינטרפולציות הפוליטרופיות מניבות תוצאות זהות כמעט, ואילו האינטרפולציה הספקטרלית מובילה ללהקה מוגבלת מעט יותר. זה לא מפתיע שהשיטה הספקטרלית אינה מתבססת על פונקציות אינטרפולציה המוגדרות באופן חלקי, ולכן ה- EoSs המתקבלים חלקים על ידי בנייה ואינם מסוגלים לתאר שינויים חדים ומהירים מאוד ב- EoSs.

משפחות עקומות ה- MR המתקבלות על ידי שילוב משוואות טולמן-אופנהיימר – וולקוף באמצעות שלושת ההרכבים הנ"ל של EoS, מצביעות במידה רבה על הסכמה בין השיטות (נתונים מורחבים איור 1b). הרדיוסים המינימליים והמקסימליים עבור מסה קבועה מסכימים היטב בין האינטרפולציות השונות, כאשר האינטרפולציה הספקטרלית תופסת שטח מוגבל מעט יותר עבור כוכבים בעלי מסה נמוכה עם M 1.2M . ההסכמה בין אינטרפולציות שונות נמשכת גם כפונקציה של עיוות גאות: מגבילה Λ(1.4M ) לפי 70 & lt Λ(1.4M ) & lt 580 (נ"צ 19), אנו מגלים שהאינטרפולציות השונות עדיין נותנות רדיוסים מקסימליים דומים כפונקציות של מסת ה- NS כל עוד M ≳ 1.4M . בפרט, הרדיוסים המקסימליים ב M = 1.4M נמצאים בהסכמה כמותית מצוינת בין שיטות האינטרפולציה השונות, כצפוי מהמתאם הדוק שנצפה בעבר בין רדיוסי NS ועיוותי גאות ושפל. בהתחשב בכוכבים עם מסות קטנות יותר, אנו מבחינים כי מהירות הקול והאינטרפולציות הפוליטרופיות באופן חלקי מאפשרות EoSs שקשה מאוד בצפיפות נמוכה, מה שמוביל לרדיוסים גדולים ר Km 14 ק"מ עבור MM , אך מתרכך במהירות בצפיפות גדולה יותר, כך שעבור M = 1.4M הרדיוסים קטנים יותר ועולים בקנה אחד עם הגבולות העליונים לעיוות הגאות. שוב, מכיוון ששיטת הספקטרום מובילה לאינטרפולציות חלקות יותר, טבעי שהיא לא מאפשרת את ה- EoSs המשתנים במהירות.

הבדל נוסף בין תוכניות האינטרפולציה הוא שהאינטרפולציה הפוליטרופית אינה מאפשרת כוכבים מסיביים כמו שני האחרים. אנו מייחסים זאת לעובדה שכדי להשיג מסות מקסימליות מאוד גדולות, ה- EoS צריך להישאר נוקשה מאוד, גס ≈ 1, לאורך חלון צפיפות נרחב, שקשה לממש אותו באמצעות פונקציות אינטרפולציה פוליטרופיות. הבדל זה בין אינטרפולציות שונות הוקל במקצת כאשר מציבים גבולות עליונים על עיוות הגאות.

אינדקס פוליטרופי ויחסו לשלב חומר ה- QCD

כאמור בטקסט הראשי, הקריטריון שלנו לזיהוי השלב של חומר ה- QCD בליבות NS מבוסס על ניתוח התנהגות המדד הפוליטרופי ( gamma equiv < rm> (< mathrm> , p) / < rm> (< mathrm> , epsilon) ), כלומר שיפוע ה- EoS באיור 1 ותמונות נתונים מורחבות. 1 א, 2 ו 3. כאן אנו מגיבים על הפיזיקה העומדת מאחורי הצהרה זו ומסבירים את בחירתנו לזהות נוכחות של חומר קווארק באמצעות הקריטריון הכמותי. γ & lt 1.75 ברציפות עד צפיפות אסימפטוטית.

חומר המציג סימטריה קונפורמית מדויקת, כלומר, אין לו קשקשי מסה מהותיים, מאופיין γ = 1, ללא תלות בחוזק הצימוד. הסיבה לכך היא כי בהיעדר פרמטרים מימדיים, צפיפות האנרגיה והלחץ חייבים להיות פרופורציונליים זה לזה, מה שמוביל γ = 1. ניתן להראות כי סימטריה זו מובילה למהירות צליל בריבוע (_ < rm> ^ <2> = 1/3 ) עבור המערכת.

בחומר QCD בצפיפות נמוכה ובינונית, ידוע היטב כי מצב הקרקע אינו מציג את הסימטריה הכיראלית המשוערת של הלגראנגיאן הבסיסית (ראה, למשל, פרט 47 לעיל). שבירה ספונטנית זו של הסימטריה מובילה להופעת המאזניים הבסיסיים של חומר גרעיני, כגון מסות הדרון, ואינטראקציות תלויות קנה מידה. מאזני המסה הללו מובילים להתנהגות מאוד לא קונפורמית של ה- EoS, המתבטאת במדד הפוליטרופי הנוטל ערכים גדולים, בדרך כלל מעל 2, במודלים קיימא של חומר גרעיני בצפיפות גבוהה.

אוספים של γ ערכים החזויים על ידי מודלים שונים של פיזיקה גרעינית זמינים דרך האינדקס האדיאבטי הקשור ( varGamma = frac < epsilon + p> < epsilon> gamma ), המופיע בטבלה למשל בטבלה III של התייחסות. 48 ומותווה באיור. 5.9 של נ"צ. 49. בדיקה מדוקדקת יותר של המעמד הרחב של ה- EoS שאספנו משופטים. 9,20,21 מראה שלמרות שיש מספר EoSs שהמדד הפוליטרופי מגיע לגביהם בערכים בסדר גודל 1.5 ומטה, כל אלה מתנגשים עם העיוות הגאותי של LIGO / Virgo לאחרונה - אילוץ שבכללים מסוימים להוציא EoSs טיפוסי היפרונים. למבחני ה- EoS החיוניים שניתנו, γ נשאר סביב או מעל 1.75 בכל המקרים למעט MPA1, שעבורו הפרמטר יכול לרדת

1.6 בצפיפות גבוהה מאוד. עם זאת, ה- EoS מציג מהירות קול בריבוע קרוב מאוד לאחדות בדיוק מתי γ נופל מתחת ל- 2. בנוסף להטלת ספק באמינותה, עובדה זו מדגישה את חוסר החפיפה בין התנהגותו בצפיפות גבוהה לבין זו של משפחת ה- EoS האינטרפולציה שלנו.

לעומת זאת, בחומר קווארק בצפיפות גבוהה משוחזרת הסימטריה הכירלית המשוערת הבסיסית של QCD וכתוצאה מכך המערכת מציגה סימטריה קונפורמית משוערת. הפרות קלות של התנהגות קונפורמית נובעות מהמוני הקווארקים למעלה, למטה ומשונים, אך הם קטנים מאוד בהשוואה להמוני הגרעין. יתר על כן, האינטראקציות בין הקווארקים והגלואונים מובילות גם לשבירה קלה של הסימטריה הקונפורמית בשלב חומר הקווארק, המתבטאת כתלות לוגריתמית של קבוע צימוד חזק בפוטנציאל הכימי של הברון. אולם, לדיוק טוב, חומר הקווארק תמיד מתנהג כגז אולטרה-רלטיביסטי של קווארקים וגלואונים האינטראקטיביים, אשר הופך להיות בולט עוד יותר באזור הצפיפות הגבוהה המבוקר והמוטרד של דיאגרמת שלב ה- QCD, שם האינדקס הפוליטרופי γ מתקרב במהירות לאחדות.

בטווח הצפיפות הלא טריוויאלי ביותר בסמוך למעבר הניתוח, חומר ה- QCD מתפתח מההתנהגות ההדרונית מאוד לא קונפורמית למאפיין אחד של חומר הקווארק. מעבר זה עשוי להתרחש כזינוק לא רציף בצפיפות האנרגיה, ובמקרה זה הערך γ = 1.75 לעולם לא יגיעו, או בצורה מוצלבת חלקה, לפיה לא תמיד ניתן יהיה לבצע זיהוי פאזה חד (אז יתכן שקיים אזור חפיפה שבו ניתן לתאר את המערכת הן במונחים של דרגות חופש גרעיניות והן קוורק) . בשני המקרים, התוצאות שלנו מצביעות על כך שקרוב ליבה של פולסרים אופייניים ו- NS בעלי מסה מקסימאלית כנראה אינם שוכנים כאן, אלא שייכים בבטחה למשטרי העניין הגרעיני והקווארק, בהתאמה. הדבר בא לידי ביטוי בכך שמסקנותינו האיכותיות אינן רגישות לבחירה המדויקת של המדד הפוליטרופי הקריטי כל עוד הוא שוכן בין משטרי חומר ההדרוניק והקווארק. ואכן, רק המסקנות המספריות המפורטות שלנו ישתנו מעט אם נשתנה את המספר γ = 1.75 בצורה מתונה.

ניתוח החלקות של EoS

בנוסף להגיע למהירויות גדולות של צליל, אחת הדרכים בהן ניתן לסווג כמה מ- EoS שנוצרו על ידי שיטת אינטרפולציית מהירות הקול כקיצונית היא שהאופי החלקי של פונקציות האינטרפולציה מאפשר שינויים מהירים מאוד בתכונות החומר. של העניין בחלונות עם צפיפות קטנה באופן שרירותי. למרות שרב-צדדיות כזו היא, באופן עקרוני, מאפיין רצוי של האינטלפולטר, מבנים אלה אינם צפויים להופיע בטבע, ובנוסף מביאים סיבוכים מיותרים לניתוח האינדקס הפוליטרופי המבוצע בטקסט הראשי. כדי לכמת את רמת המבנה המקומי ב- EoS שלנו, אנו מסווגים אותם לפי מרווח צפיפות האנרגיה הקטן ביותר (לוגריתמי) בו מופיעים מבנים. בפועל, הדבר מיושם על ידי דרישה מצפיפות האנרגיה בשתי נקודות הטיה עוקבות, ϵאני ו ϵאני + 1, כאשר מהירות הצליל משנה את התנהגותו, סיפקו ((< epsilon> _- < epsilon> _) / < epsilon> _& gt Delta mathrm, epsilon ) עם קבוע נתון ( Delta mathrm, epsilon & gt0 ). שים לב שהטלת אילוץ זה אינה שוללת מעברי שלב ראשונים מהפסיקה או הצלבות מהירות.

כפי שהודגם באיור נתונים מורחב 2, אנו מוצאים כי הצבת גבולות החלקות קלים ( ( Delta mathrm, epsilon lesssim 1 )) משפיע על אזור ה- EoS המותר בעיקר סביב נקודות ההתאמה, שם ה- EoS ידוע בעיקר, אך אין לו השפעה משמעותית בצפיפות ביניים. עם זאת, ערכים גדולים במקצת ( ( Delta mathrm, epsilon gtrsim 1 )) מתחילים להגביל באופן משמעותי את האזור המותר בכל צפיפות. זה מראה כי ה- EoS המרכיבים את גבולות רצועת ה- EoS חייבים להציג גם מהירויות גדולות מאוד של צלילים, כמו גם שינויים מהירים בתכונות החומר.

לניתוח הערכים המרכזיים של γ בכוכבים של מסות שונות השתמשנו ב- ( Delta mathrm, epsilon & gt0.5 ), שיש לו השפעה מינורית על המאפיינים הגלובליים של משפחת EoS. בפרט, לחיתוך זה יש השפעה מינורית על יחס ה- MR עבור כוכבים מעל 1.4M , העברת הקצוות של הרדיוס המותר למסה נתונה על ידי

0.3 ק"מ לכל היותר. יתר על כן, נציין כי לשם השלמות, אפשרנו גם לנקודת הטיה הראשונה להתקרב נCET ללא הגבלה, ולמצוא כי כל התוצאות המוצגות בטקסט הראשי אינן משתנות.

השוואה לאילוצי המסה והרדיוס האחרונים

ניתן להפוך את אנסמבל ה- EoS שלנו ל Mר מטוס להשוות את התנהגותו לתצפיות רדיוס אחרונות של NS. בנתונים מורחבים באיור 5, אנו מכסים כמה מדידות ייצוגי רנטגן על גבי משפחת עקומות ה- MR שלנו, המתקבלות מהרכב EoS באיור 1. אנו מראים דוגמאות למדידות המתקבלות בשלוש שיטות שונות: אווירה ישירה- המודל מתאים לספקטרום פרץ הרנטגן המתפתח בזמן (המתאים למערכת הרנטגן הבינארית (LMXB) בעל מסה נמוכה 4U 1702-429 (עקומה צהובה)) 30, שיטת זנב קירור מתאימה לתצפיות פרץ רנטגן ( LMXBs 4U 1724–307 (חום בהיר) ו- SAX J1810.8–2609 (ציאן)) 31 וספקטרום LMXB שקט מתאים למקורות עם מדידות מרחק אמינות (NGC 6304 (חום כהה), NGC 6397 (ירוק), M13 (סגול) , M28 (כתום), M30 (שחור), ω Cen (מגנטה), 47 Tuc X5 (כחול) ו 47 Tuc X7 (אדום) 32,33,34,35,36,37. למדידות LMXB השקטות אנו משתמשים בנתונים ציבוריים ממסמכים. 36,37. אנו מניחים, לפשטות, אין נקודות חמות. ההנחה היא כי האטמוספירות המתאימות מורכבות ממימן (קווים מנוקדים) או מהליום (קווים מקווקווים), תלוי במקור.

באופן כללי, סוג זה של השוואה איכותית נותר במידה רבה לא חד משמעית ומצדיק טיפול כמותי נוסף תוך התחשבות ביחסי הגומלין המלאים בין מדידות שונות ואי וודאותם. עם זאת, נציין כי המדידות תואמות את התחתונה (_ < rm> ^ <2> ) ערכים כמו הרדיוסים הנמדדים הם בדרך כלל סביב ר Km 12 ק"מ. הדבר נכון במיוחד עבור מדידת ה- MR המדויקת ביותר הנוגעת ל- NS ב- 4U 1702-429, התואמת באופן מלא לאזור תת הקונפורמלי-EoS, שם (_ < rm> ^ <2> & lt1 / 3 ). אנו מדגישים כי מבחר מסוים של מדידות המוצגות באיור נתונים מורחב באיור 5 אינו אמור בשום אופן להיות ממצה. טיפול מפורט יותר ועקבי בבייסיאני בבעיה עם כל המדידות הקיימות בספרות נותר לעבודה עתידית.


חומר אפל בכוכבי נויטרונים

בכוכב נויטרונים כוח הקוריוליס מביא גלי רוסבי, ממש כמו על כדור הארץ. אלה גלים עם אורך גל ארוך מאוד - כמו באמצע כדור הארץ - ונפח גדול מאוד אך מעט מאוד משרעת, כמו חמישים מטרים. בכדור הארץ יש להם השפעה רבה על האקלים, עם אל נינו וכן הלאה.

בכוכב נויטרונים גלי רוסבי גורמים לפליטת גלי כבידה. לא רק זאת, גלי הכבידה מחזקים את גלי רוסבי באמצעות משוב חיובי. זה יביא לכל כך הרבה גלי כוח משיכה שאנרגיית הסיבוב תאבד במהירות, אך נראה שזה לא המקרה. ההימור הטוב ביותר הוא שצמיגות גזירה מפילה את הגלים, אך גרעין נוזלי במיוחד אינו צמיג במיוחד ונראה כי אין מספיק צמיגות.

ההשערה הייתה כי חומר אפל יכול לספק את הצמיגות. לחומר האפל יש נתיב חופשי ארוך, המביא לצמיגות גזירה. חומר אפל היה כמובן נוטה להתרכז בליבות כוכבי נויטרונים. אם לא ניתן למצוא הסבר אחר.

יש לי הפניות. שום דבר מכל זה לא מקורי אצלי. אבל יש לי תור לרפואת שיניים כך שיהיה עלי לחכות.


מדוע כוכבי נויטרונים, לא חורים שחורים, מראים את העתיד של אסטרונומיית גל הכבידה

כל החלקיקים חסרי המסה נעים במהירות האור, כולל גלי הפוטון, הגלואון והכבידה, הנושאים את יחסי הגומלין האלקטרומגנטיים, הגרעיניים והחזקים, בהתאמה. אשראי תמונה: נאס"א / אוניברסיטת סונומה / אורורה סימונה.

ואולי בצורה המרהיבה ביותר, אנו יכולים להפגיש לראשונה את השמיים האלקטרומגנטיים וגלי הכבידה. למרות ש- LIGO ראתה יותר חורים שחורים מתמזגים, העובדה היא שיש יותר כוכבי נויטרונים שמתמזגים. המפתח הוא כעת למצוא אותם. אנו חיים ברגע בו האסטרונומיה של גל הכבידה נמצאת ממש בחיתוליה, ומעניקה לנו דרך חדשה לגמרי להסתכל על היקום.

הגלקסיה NGC 4993, שנמצאת במרחק של 130 מיליון שנות אור, הצטלמה פעמים רבות בעבר. אך רק לאחר גילוי הכבידה של 17 באוגוסט 2017, נראה מקור אור חולף חדש: המקבילה האופטית של מיזוג כוכבי נויטרונים. קרדיט תמונה: פ.ק. Blanchard / E. Berger / Pan-STARRS / DECam.

עוד כמו זה

אז הם העבירו את תדרי גלי הכבידה לאודיו כדי שתוכלו 'לשמוע' את ההתנגשות.
http://www.bbc.com/news/science-environment-41650745

האם אתה חושב שזה מועיל או מטעה?
* והאם מה שאתה שומע בזמן אמת? "

@Steve Blackband # 1: למעשה, אין שום שינוי המעורב! טווח הרגישות של LIGO הוא סביב 300 הרץ (משתרע על כמה עשרות הרץ עד כמה קילו-הרץ), שזה בדיוק טווח השמיעה האנושית (C באמצע הוא 256 הרץ).

אם כוח הכבידה נסע במהירות האור, איך אתה מסביר את מסלולי כוכבי הלכת בפועל סביב השמש? דברים מעניינים קורים אם אתה שם את השפעות ההפצה שלך על c. למרבה הצער מסלולים פלנטריים יציבים אינם אחד מהם, חישובי מסלול תלויים בכוח המשיכה שהוא מהיר בהרבה מ- c עד כמעט מיידי בכדי לעבוד בכלל. כדור הארץ מקיף גם מיקום שנמצא בקירוב כ- 20 שניות קשת לפני המקום בו השמש מופיעה בשמים, היכן שהיא נמצאת, ולא במקום בו האור אותו אנו מקבלים רק כשמונה דקות אחר כך מראה שהוא נמצא.
.
בואו נהיה סקפטיים ונשתמש בתער של Occam כדי לנקות קצת את האוויר במקום:
מה אכן זיהה LIGO? הלייזר התנועע (אפקט). ההשפעה יוחסה לגלי כוח הכבידה (סיבה). כעת מודה שמה שהתגלה מתפשט בערך. מה אותר בפועל? גלי הכבידה הנעים במהירות c, שאינה מסכימה עם מסלול כוכב הלכת שלנו, או סתם אפקט אלקטרומגנטי מלכתחילה? יש גם את הבעיה שכוח המשיכה עובר ב- c במתמטיקה של איינשטיין רק בגלל שהוא רצה זאת, המשוואות תלויות בקואורדינטות, אתה מקבל מהירויות שונות בכוח המשיכה, אלא אם כן אתה בוחר לבחור את הקואורדינטות שלך במיוחד כדי לקבל c. היו ויכוחים רבים על ידי פיזיקאים.
.
איתן הודה שהסיבה שהם אפילו יכולים 'לזהות' סביב חורים שחורים מלכתחילה היא מכיוון שהם יצרו גלי כבידה כה חזקים. עד כמה פחות כוח כוח גלי הכבידה של כוכבי נויטרונים? מידות? במידה ניכרת? אם לליגו היו בעיות בזיהוי חורים שחורים, האם לא היה מתקשה עוד יותר לזהות משהו הרבה פחות מסיבי? הציר הפתאומי לגילוי כוכבי נויטרונים המסתובבים נראה מעט חשוד, בשילוב עם טענות על התפשטות ג על גלי הכבידה. בכל מקרה, משהו צריך לתת באופן תיאורטי. אין לי בעיה לבחור צד ראשוני. אני מתייצב עם ראיות ישירות לתנועה הפלנטרית שלנו הדורשת התפשטות מהירה יותר מכוח הכבידה, על פני ראיות שהוסבו ועקיפות מאוד המבוססות על תבנית תיאורטית במחשב 'מעוות' של משהו הרבה יותר רחוק.
.
זה נראה לי כמו נקודת המחלוקת עם BICEP2. אבק מקוטב נמצא למעשה (אפקט). הושמעו הנחות לגבי (סיבה) כיצד ומתי הוא מקוטב. ההנחות התבררו כשגויות. הטרגדיה של BICEP2 לא הייתה שהיא לא יצאה כמו שרצו, אלא שאף אדם מבריק כביכול בצוות המחקר כולו, ואפילו לא אחד התומכים הכלכליים שלהם שאל את השאלה המתבקשת שהסבירה כולה "כיצד נצליח להבחין בסיבות לקיטוב?"
.
אותה שאלה מובנת מאליה שוב. "איך אתה יודע מה גורם ללייזר שלך להתנועע?" יש לך קשר בין נושא (כוכבי נויטרונים) לגלאי שלך עכשיו, אבל האם זה מה שאתה רוצה שיהיה? או שזה משהו שגרתי יותר?

@ CFT # 3: איזו הפגנה מדהימה של בורות.

"כוח המשיכה" אינו "נע במהירות האור", לא יותר משדה חשמלי או מגנטי _ סטטי_ (כלומר לא משתנה) במהירות האור. אם באמת למדת את הפיזיקה שאתה כל כך זולל, אתה כבר יודע את זה.

שדה הכבידה של מערכת השמש הוא קבוע בעצם (תנועת מרכז השמש של השמש זעירה בהשוואה לגודל של מסלולי כוכבי הלכת). הדבר נכון, כמובן, לגבי מסלוליהם של כל הירחים הפלנטריים על הפריימריז שלהם. כתוצאה מכך, מסלול כדור הארץ וכוכבי לכת אחרים מתואר בצורה מושלמת על ידי אליפסה קפלרית. בשפה הניוטונית אנו יכולים לומר שהכוח בין השמש לכדור הארץ הוא מיידי. בשפה איינשטיין אנו אומרים כי מדד מערכת השמש הוא סטטי לדיוק גבוה. התוצאה הנצפית זהה בשני המקרים, ובשני המקרים ניתן להפיק כמותית על ידי מישהו שיכול להתמודד עם המתמטיקה. ההצהרות שלך מדגימות בבירור שאתה לא יכול או פשוט לא רוצה כי זה לא מתאים לוויכוח שלך.

מה שעובר במהירות האור (כפי שנמדד בתוך +/- חצי חלק ב- 10 ^ 15) הם _הפרעות_כוח המשיכה, כמו גלי כבידה.

האינטרפרומטר לא "פשוט התנועע", כפי שבורותך בכוונה תחשוב. המראות (לא הלייזר, עוד הוכחה לבורותך) נעו בתבנית תנודה ספציפית מאוד, עם תדר שגדל עם הזמן בצורה מאוד ספציפית ורציפה. מה שנצפה, נמדד, הוא לא רק התנועה, אלא היסטוריית הזמן המאוד ספציפית של אותה תנועה. עקיפת הדף של הפרטים הטכניים הכמותיים הללו (כאן כמו בכל כך הרבה פוסטים רועשים אחרים שלך) מוכיחה שאינך מסוגל להבין אותם, או שאתה מבין אותם אך מבלבל בכוונה כדי לתמוך בנרטיב כוזב.

אה, CFT, אני חושב שהרכב האירועים - גל הכבידה, פרץ הגמא ריי והזיהוי האופטי המתואם פחות או יותר חותם אותו כגילוי לגיטימי.

בהמשך, תהיה זיהוי נוסף עם כל החלקים, או לא. ה- GRB תוך שניות לאחר גילוי גל הכבידה הוא עדות די חזקה.

מייקל היקר,
איבדת אותי ממש ברגע שקראת לי שמות. לפני חודשים רבים. בהחלט לא הייתי לוקח אותך ברצינות אם היית אומר לי שהשמיים היו כחולים בשלב זה. מומחים מוכשרים כמוך צריכים לנקות שירותים עד שאתה מפתח מראה של ענווה, ולא לייעץ לאנשים בכלום. עכשיו בבקשה, תלך לחבול קצת חול.

@MK מס '4: "בשפה הניוטונית אנו יכולים לומר שהכוח בין השמש לכדור הארץ הוא מיידי. בשפה האיינשטיין אנו אומרים כי מדד מערכת השמש הוא סטטי לדיוק גבוה."

מאוד נהנתי מזה. בחר את השפה שלך ואת הפרדיגמה התיאורטית שלך. טען את הטיעון שלך מההטיה ההיא.

מה קרה לשיטה המדעית ?!

@MobiusKlein # 5,
מה ש'זיהוי 'שלהם מגלה במונחים של אופטי ורדיו אינו עומד במחלוקת, אלה הם אופי אלקטרומגנטי. מה שהם טוענים שהם מגלים בסייסמוגרף הלייזר שלהם הוא. העובדה שהם טוענים לגילוי גלי הכבידה ב- c פירושה שזה יכול להיות משהו אחר מלבד גלי הכבידה. המתמטיקה אינה משכנעת אותי, מכיוון שהיא אינה קובעת את כוח המשיכה אפילו ב c, אלא אם כן אתה בוחר בפרמטרים ספציפיים מאוד ש- BICEP2 טען לזיהוי חיובי בסיגמה 7. האם אתה יודע מה הסיכויים הסטטיסטיים לכך שזה לא נכון? 1 מתוך 10 מיליארד, והם טעו.
.
סלח לי על הספקנות שלי, אבל לא, אני לא מאמין לטענות הגבוהות עד כדי גיחוך שלהם לוודאות החישובים שלהם, הם לא מאוד אמינים בשלב זה. מפוצצים כמו מייקל קלסי שיש להם תגובות יתר כל כך מוזרות עד שנחקר רק משכנע אותי עוד משהו קורה.
.
אם מייקל היה אכן מושכל כמו שהוא טוען, הוא היה יודע שהטיעון בו השתמשתי כדי לערער על קביעת גלי הכבידה בוואקום שנסע במהירות האור היה אפילו לא שלי, אלא מישהו אחר בעל מומחיות רבה יותר. במילים אחרות, הוא האשים אותי בהמצב עמדה ממשית שנקטה אחד האסטרופיזיקאים הטובים ביותר במאה העשרים שעבד למעשה לצד איינשטיין עצמו, א.ש. אדינגטון.
.
"ההצהרה שבתיאוריה של תורת היחסות גלי הכבידה מופצים במהירות האור,
אני מאמין, שהתבססתי כולו על החקירה הקודמת, אך נראה שזה נכון רק מאוד
חוש קונבנציונאלי. אם נבחרים קואורדינטות כך שיעמדו בתנאי מסוים שאין לו חשיבות גיאומטרית ברורה במיוחד, המהירות היא זו של האור אם הקואורדינטות שונות במקצת המהירות היא לגמרי
שונה מזה של האור. התוצאה עומדת או נופלת לפי בחירת הקואורדינטות וככל שניתן לשפוט,
הקואורדינטות הנהוגות כאן הוצגו בכוונה על מנת להשיג את הפשט שנובע מכך
המייצג את ההתפשטות כמתרחשת במהירות האור. הטיעון נובע לפיכך ממעגל קסמים. "
---כפי ש. אדינגטון, התיאוריה היחסית המתמטית
.
כמו שאמרתי,
קואורדינטות שנבחרו בדובדבן כדי להשיג את התוצאות שנקבעו מראש אתה לא מוכיח שום דבר, אלא שזה רק דחיפה במתמטיקה שקובעת את מהירות הכבידה שלך להיות c. אם תבחר קואורדינטות אחרות, המהירות שלך תשתנה.

@CFT # 6 (?)
לך קל עם מייקל, אחרי הכל הוא עובד בשבילך כמשלם מס. מייקל הוא עובד במוסד מדעי של ממשלת ארה"ב ויכול לספק תשומות חיוניות.
לפעמים הוא יכול להיות מלוח אבל זה מובן בגלל כל תחרות מדידת הפין המטופחת של הטסטוסטרון שהייתה בעבר.

גברים בקהילת המדע צריכים לעקוב אחר כמה משיעורים הגונים מקבוצות ספורט פיזיות בחברה שלנו, שבהם אנו לא מסכימים, לתת כמה מכה קשה ואז ללחוץ ידיים ולהמשיך הלאה. החזקת טינה לטווח ארוך אף אחד לא באמת צדק.

אם יש שדה / מדיום שאינו מזוהה (על ידי מכשירים, כמובן), זה יסביר כיצד הכל מחובר וכי קשר ישיר יסביר כיצד כוח הכבידה יכול להיות מיידי. ואז נוכל להשליך "פעולה מפחידה מרחוק "כבעיה. מה שהביא ל- GR.

שימו לב לפתיחה "אם". כן, גם אני עושה פיזיקה תיאורטית. אפילו בלי אישורים! (זה לא חוקי, למעט בפיזיקה המיינסטרים) "המרקם של זמן החלל". כל כך גמיש בתגובה למסה. הוא סיפור כמו "הבגדים החדשים של המלווה". רק אידיוטים לא יכולים לראות את זה. זו הצביעות האולטימטיבית במדע כיום.

אין צורך להחיל מהירות מתמטית או מהירות או עליון על מה שלא צריך לנוע כדי להיות נוכח. בעוד שסברה כזו מעלה אפילו את הצורך בסינגולריות 'המפץ הגדול' הבודד התיאורטי המבודד הכלולני כנקודת מוצא היפותטית, אפילו התאחדות מקורית יחידה כזו דרשה נוכחות כבידה ומרחב קודם. כמו כן, אין "חורים" בחלל וגם החלל אינו "שחור". הופעות לכאורה נובעות ממגבלות טלסקופיות.
---
מכיוון שאין "חורים" בריבועים - ולא הם יתקיימו על ידי הלחצים האדירים בתוך הגלקסיות - מה שנצפה אינו אלא משוער ומקובל. מה שנחשב "שחור" נראה כך, מכיוון שכך נראה שהחלל נראה כך. אולם לחלל אין צבע. 'החשיכה הנראית נובעת ממגבלות ציוד טלסקופי שאינן מסוגלות לזהות ולהקליט את מלוא התוכנה והרוחב והמקורות של קדמות ותוכן מרחביים.

@Ragtag מדיה # 9,
עם כל הכבוד,
אני אשנה את עמדתי כלפי מייקל כשהוא ישנה את הטון שלו, ואלמד להתווכח על הנקודה שלו, ולא לדבר למטה. סנוביות אליטיסטית מיועדת לאריסטוקרטים שנוהגים בצורה לא טובה, ולא לעובדי מדינה.

עליך לבחון היטב את כל התגובות שלך בעבר / בהווה בבלוג הזה לפני שתאשים מישהו שדיבר עליך!

אתה ללא ספק מישהו שרואה בכל הדיונים מאבק על כבוד אישי. אני די בטוח שקוראים אחרים בבלוג זה מעדיפים דיונים ידידותיים במקום!

אני חושב שההערה לבדה היא סיבה מספיק טובה לגרום לך להיות מוחרמת מהבלוג הזה שאתה צריך להבין טוב!

"אני לא חושב שהמילים האלה מתכוונות למה שאתה חושב שהן מתכוונות." - איניגו מונטויה (פרפרזה)

אתמול, בשרשור הערות השבוע, נראה שהזמנת הערות על הקשר בין מדע (בעיקר פיסיקה בבלוג זה) לפילוסופיה. לכן, בסיכון להתנגד לאותם קוראים מעטים שנותרו שעדיין לא התרגזתי, להלן תשובה קצרה. אם פירשתי לא נכון, אנא סלח לתגובה זו.

מציאותי מדעי מובן, אני חושב, טוב יותר בהקשר היסטורי. מקורו כתגובה לפוזיטיביזם / אמפיריזם מדעי, פרשנות נוספת למה שמבדיל בין מדע לדיסציפלינות אינטלקטואליות אחרות. אסכולה זו התרחשה כתוצאה מהוצאתו לאור של איינשטיין את "על האלקטרודינמיקה של גופים נעים", תורת היחסות המיוחדת שלו (SR) בשנת 1905. פורסם גם בשנת 1905, "האם האינרציה של גוף תלויה בתכולת האנרגיה שלו? ? ", איינשטיין קבע קשר בין מסה לאנרגיה.

SR ו- E = mc ^ 2 היו מדע המהפכה, ומתחו ביקורת על הפרת התוכנית הקטגורית של עמנואל קאנט שהייתה (אם לא ההשקפת עולם פילוסופית עכשווית. באותה תקופה, ובעיני אנשים רבים כיום, נחשב כי יש צורך בתלת מימד של החלל, בגיאומטריה האוקלידית ובקיומה של סימולטניות מוחלטת להבנת הטבע, ואין לשנות את אחד מהם על ידי ממצאים אמפיריים. SR העביר זעזוע לפיזיקאים ולפילוסופים בעלי מדע מדעי, ולא רק הצביע על עובדות חדשות מפתיעות, ולא רק דרש מושגים חדשים ומשונים. זה גילה חוסר בהירות מטריד בתוך מושגים מוכרים, כמו סימולטניות ואורך.

זה מהווה את הבמה לפוזיטיביסטים / אמפיריקאים לוגיים. מטרתם הייתה לבנות גרסה חדשה ומשופרת של אמפיריות, כזו שתהפוך את הפילוסופיה ואת העולם לבטוחים למדע. העיקרון המרכזי של אמפיריות לוגית הוא שכל אמירה משמעותית מבחינה קוגניטיבית חייבת להיות אנליטית או טענה בדבר חוויה. לא אציג תיארוך מהי אמירה אנליטית, אך אם אתה אמור לחזור בתשובה כלשהי, אל תהסס לשאול. המדע עוסק בעובדות ומכאן "הטענה בדבר חוויה אפשרית".

ברגע שהמדע נטוע רק בעובדות, המשמעות של אמירה תלויה באימות. על ידי אימות מתכוונים לפוזיטיביסטים לשיטה למצוא את האמת או השקר שלה. מכיוון שלמשמעות קוגניטיבית זה להיות אמיתי או שקר, אם יש שיטה נכונה לבדיקת אמת או שקר, ההצהרה תהיה משמעותית.

בסדר. הכל כיף טוב ונקי ושימושי לנקות חלק מהתחתית של הפילוסופיה האירופית של המאה ה -19. בהירות מעל הכל, אה?

כעת נסה לקצור את דגם התיקים של כליאת קווארק לחזון מוגבל על ידי תצפית. בהנחה שזה נכון, לא רק שהקווארקים אינם ניתנים לצפייה, אלא שלא ניתן לצפות בהם בנפרד. האם המודל הזה של כליאת קווארק (משוער) הוא מדע, או לא?

ריאליסטים מדעיים מוצאים דרכים להרפות רבים מהאילוצים שהפוזיטיביסטים התעקשו לאמץ. הריאליסטים יכולים אז לומר, כפי שהפוזיטיביסטים לא יכולים, שהמדע תיאורטי לגבי קווארקים באותה צורה כמו שהוא תיאורטי לגבי עצמים בגודל מאקרו. אז אובייקטים שלא נצפים הם, ב- POV הפילוסופי הזה, לא אזרחים סוג ב '. כמובן, יש מחיר לשלם. המידות הייחודיות שהמדע זכה להן, בשל הקשר ההדוק שלה לחוויה, נפקדות, והאפשרויות המטאפיזיות התאפשרו.

פרנק מס '14,
התקפה אישית איננה התגובה לתשובה שלדעתך אינה נכונה. אם אינך מסכים, אמור שאתה לא מסכים והסבר מדוע באופן קוהרנטי, זה הכל.
מייקל לקח את הזריקה הראשונה. אני הגבתי. בכל פעם שמייקל בועט בי מתחת לשולחן, אני הולך לבעוט חזק פי שניים ולנסות לגרום לו לשקול מחדש את גישתו המגושמת לאי הסכמה.
..
העצות שנתתי לו גם לא היו שרירותיות.
לקחתי את זה בעצמי.
ניקיתי למעלה מ -40 שירותים ביום כשהייתי נער, עבדתי במלון מהודר ליד סנטה ברברה בצוות משק הבית, וכן זה לימד ענווה, כפי שאני מאמין שכוונת הוריי הייתה. כשאתה חוזר הביתה מהעבודה מותש והעור על הידיים שלך גולמי מכיוון שהייתה במלטה של ​​בראסו וניקוי ממס, והגב שלך הורג אותך מכפי שהתכופפת ברוב שעות היום בשפשוף והכנת מיטות, אתה מבין שזה הכל אנשים מסוימים יידעו אי פעם עד שהם מתים, ואתה מתחיל להסתכל על האנשים הזחוחים העצמיים של העולם מעט אחרת. לא אכפת לי מה אתה יודע או מה עמדתך. אם תדבר איתי אני מציע לך ללכת לקרצף גם כמה שירותים. נאלצתי לנקות אחרי כמה מהכוכבים הגדולים בהוליווד, פשוטו כמשמעו, ותוך כדי כך איבדתי במהירות כל תחושת יראה שהייתה לי אי פעם עם תהילה או ידוען. ניקוי חרא של אנשים אחרים עושה פלאים להשגת פרספקטיבה.

לפי הבנתי, היחסות הכללית של איינשטיין (GR) אומרת שאם השמש שלנו תיעלם לפתע, ייקח כדור הארץ כ- 8 דקות. היעדר השפעות הכבידה שלה ירגיש. עם זאת, השמש קיימת זמן רב, והשפעות הכבידה שלה כבר התפשטו זה מכבר ברחבי הגלקסיה שלנו ומחוצה לה. (כאשר היא נעה עם הגלקסיה שלנו ובתוכה, ההשפעות גורפות יחד עם אותה תנועה, אך כך גם מערכת השמש שלנו.) (נזכיר כי על פי GR, ההשפעות הן עיוות מקומי חזק של זמן-מרחב שמגביל את תנועת המסלול של עצמים סמוכים. עיוות זה עשוי להשתנות מעט מכיוון שהשמש עצמה מקיפה את מרכז המסה של מערכת השמש, אך א) זו אינה השפעה גדולה

קראתי באתר אחר כי משוואות GR שימשו לחישוב (מספרית) של מסלולי כוכבי הלכת של מערכת השמש שלנו במשך 5 מיליארד השנים הבאות, וכולם נשארו באותם מסלולים. (זה לא הניח שום הפרעה מבחוץ.)

להמשיך איפה שהפריעו לי איכשהו:

א) זו אינה השפעה משמעותית בהשוואה לרדיוס מסלולי כדור הארץ ו- b) זוהי השפעה מחזורית שהיא חלק מהמסלולים הקיימים.

אוסיף גם, שיש כמות עצומה של ראיות ל- GR. למשל, מערכת ה- GSP שלנו לא תפעל במדויק עד לחישובי GR שימשו בה.

כל הנחת יסוד של מקורות צריכה לשלב השראות נאותות לפלטפורמה כזו.

כל הנחת יסוד של מקורות צריכה לשלב השראות מקוריות.
כוח המשיכה כמצב סטטי שכולו מתרחש אינו נתפס באופן סביר כמי שהיה מוגבל פעם יחידה עם מרחב כאשר שניהם מגוונים בתפקודם וככאלה אינם נתונים להתאחדות אינטנסיבית, פרט לגורם מכריע שכבר גורם קודם לכן. מסוגל לפתור אי התאמה וירטואלית פונקציונלית.

@ John # 16: לא מעצבן בכלל! הלוואי שהיה לי ביסוס מספיק טוב בפילוסופיה (ובהיסטוריה של הפילוסופיה) כדי לנהל דיון משמעותי. מצד שני, זו הזדמנות בשבילי ללמוד על דברים שהיו לי פחות קשר איתם.

השתמשת בדוגמה כדי להעלות נקודה שלדעתי היא לא ממש נכונה. ראשית, בתיאור האמפיריציזם (אותו אני חושב על בסיסי הפילוסופי שלי) כתבת, "המדע עוסק בעובדות ומכאן ה'טענה בדבר חוויה אפשרית '."

מאוחר יותר, באמצעות הדוגמה של מודל הקווארק, שאלתם האם בהתמודדות עם "ישויות שאינן ניתנות לצפייה" הוא בכלל נחשב למדע (אמפירי). אני חושב שזה מפספס את העיקר. התיאוריה המדעית עוסקת ב"ישויות שאינן ניתנות לצפייה "כל העת, בתחומים רבים. אטומים, אלקטרונים, שדות חשמליים ומגנטיים, פוטנציאלים אנרגיים שונים, כל אלה אינם ניתנים לצפייה במובן של המאה ה -18 כי הם פוגעים ישירות בחושינו.

המבחן האם תיאוריה מדעית היא אמפירית או לא (כלומר, האם היא "באמת מדעית") היא האם ניתן להשתמש בה בכדי לחזות כמותית תוצאות נצפות. QCD משתמש בקווארקים הבלתי ניתנים לצפייה ובאינטראקציות שלהם כדי לחזות כמויות ברורות וכמות לגבי דברים כמו מסת הפרוטון, אורך חיים וערוצי ריקבון של חלקיקים שונים (כן, יש מעורבות שרשרת הסקה פילוסופית), ואפילו מנבא מצבי חלקיקים חדשים לפני שהם נצפים.

בין אם הישויות הבלתי נראות הבסיסיות אמיתיות ובין אם לאו, היא מבחינה פילוסופית בעיה אונטולוגית באופן פרגמטי יותר, שאלה עד כמה התיאוריה עובדת בפועל. אנו מתייחסים לשדות חשמליים ומגנטיים כאל אמיתיים, למרות שאינם ניתנים לצפייה ישירה בחושינו, מכיוון שהאלקטרודינמיקה פועלת _ בצורה מושלמת_ בכל פעם שהיא מוחלת על מצב נצפה, ועשתה זאת במשך מאה וחצי וספירה. אנו מתייחסים לאטומים ואלקטרונים כאל אמיתיים מאותה סיבה. אולי קווארקים נראים פחות אמיתיים בעיניך (ובעיני רוב האנשים) מכיוון שהם אינם משפיעים ישירות על חיי היום יום ומכיוון ש- QCD קיים רק זה חמישים שנה?

מומחים מוכשרים כמוך צריכים לנקות שירותים עד שאתה מפתח מראה של ענווה, ולא לייעץ לאנשים בכלום. עכשיו בבקשה, תלך לחבול קצת חול.

אידישות כזו היא שמשמחת אותי ש- SWAB יפסיק להתקיים ב- SB (יחד עם SB עצמו) בסוף החודש. תיהנו מפורבס, CFT.

"זו הזדמנות בשבילי ללמוד על דברים שהיו לי פחות מגע איתם."

החשיפה שלי (המוגבלת) לפיזיקאים משכנעת אותי שרק לעתים רחוקות מתחקים אחר פילוסופיה ופיזיקה.

בהתחשב במעמדם המדעי של בלתי נצפים: הפוזיטיביסטים ההגיוניים הצליחו לשלב אותם במדע על ידי שימוש באמיתות האנליטיות שיש להן מעמד שווה לזה של תצפיות (רשומה קודמת נציג) בתצוגה המתקבלת שלהם של תיאוריות בהן הצעות תיאורטיות כמו דגם התיק. של כליאת הקווארק ניתנת פרשנות התבוננות חלקית על ידי היסק ביחסם לתופעות אחרות הנצפות.

לעומת זאת, אתם, אני וכל הפיזיקאים (LOL! שניהם) שאני מכיר הם ילדים אינטלקטואליים של פופר.

נאראד,
הסתכל במראה פתית השלג ואז המשך לקרצף. פעולה סנובית תוך האשמת אחרים אינה קומבינה מנצחת. תצטרך ללמוד לחלוק קצת את מגרש המשחקים של הרעיונות, זה לא שייך לך.
.
ברגע שאית'ן היה אתר פורבס שלו, זה הפך למחשבה אחרונה, ילד חורג מוזנח שלא באמת היה אכפת לו יותר, והוא רצה לצאת ממנו. נחשו למה? $?

@ John # 24,
אם אתם באמת ילדים אינטלקטואליים של פופר, אתם מבינים את החשיבות של זיוף. תיאוריית האינפלציה, בכלל לא ניתן לזייף את תורת המיתרים. סבין הוסנפלדר הצביעה על כך בפני איתן מספר פעמים. והוא הסכים איתה בדיון האישי, אבל אז הגה על זה בנרטיב יחסי הציבור שלו (הדברים בסדר) באתר זה ובפורבס.
.
http://backreaction.blogspot.com/2017/10/i-totally-mean-it-inflation-ne…
.

כן, נוח לי עם התפיסה שלא ניתן להוכיח תיאוריה "מדעית", אך ניתן לזייפה. קריטריון זה של זיוף פירושו שכדי להיות תיאוריה מדעית, ניתן וצריך לבדוק את התיאוריה באמצעות ניסוי.

אך מה אומרים על תיאוריה שנבדקה שוב ושוב תוך שימוש בטכניקות שאינן תלויות זו בזו, והתוצאות (תצפיות) של אותם מבחנים היו כפי שחזתה התיאוריה? אני לא יודע מה איתך, אבל במוקדם או במאוחר הייתי אומר שזה נכון, או אפילו נָכוֹן, עם הון "T". התחלתי להוזיל את אמיתותה רק אם יתחילו לצבור תצפיות שנפלו מספיק מחוץ לתחזית התיאוריה שלא ניתן לייחס אותן ביושר לטעות ניסיונית. בפעם הראשונה שדווחה על חריגה מוזרה, הייתי חוזר ואנסה לעבד מחדש את התצפיות במסגרת התיאוריה, לא לרדת מיידית מהתיאוריה, לא? כמובן שהיית עושה! תיאוריות פיזיות טובות אינן נמצאות בפח המציאה בוולמארט.

אם הפסקה הזו לא נשמעה מוכרת במעורפל, היא הייתה צריכה להיות. חוק הכבידה האוניברסלי של ניוטון הניב תחזיות מדויקות במשך יותר מ 200 שנה. כאשר נצפו התצפיות (מבחנים אמפיריים) על מסלול אורנוס החורגות מהתחזיות הנובעות מאותה התיאוריה, תחילה מהר מדי ואז איטי מדי, במקום להפיל את התיאוריה, בשנת 1846 הציע מדען, אורבן לה ורייר, את הסטיות. יכול להיפתר במסגרת התיאוריה הניוטונית. הוא הציע כי כוח המשיכה של כוכב לכת רחוק ובלתי ידוע מטריד את אורנוס אורביט. הוא מחץ את המספרים (למרות שזו בטח הייתה כלבה לעשות אז), וגאלה וארסט ראו את נפטון היכן שהתיאוריה הניוטונית ה"חשיבה מחדש "אמרה שהיא אמורה להיות. רק בתחילת המאה ה -20, התאורה שסופקה על ידי הפיזיקה הניוטונית הייתה אמורה להעיב על ידי הקטסטרופה האולטרה סגולה והמקרה המוזר של האתר החסר.

כל התיאוריות פועלות בהצלחה עם תחומים. QM, SR ו- GR הן תיאוריות פיזיקליות שפחות מדויקות מזו של ניוטון. הם עוברים הרבה יותר מבחנים. האם זה גורם להם נָכוֹן? מבחינה טכנית לא, אבל לא רק שכל ארבע התיאוריות המדעיות, אתה יכול להסתמך עליהן בבטחה כל יום.

אני חושב שאתה משקיף על כמה מדעותיו של איתן על תורת המיתרים.

הקדמות הקוסמולוגיות העובדתיות אינן ניתנות לצפייה לחלוטין בטלסקופיה, רק מההסתכלות התצפיתית החזקה והמסקנות השיתופיות.

@John # 27,
כאשר לא ניתן לזייף את 'סיפור העבודה' שאתה אומר לעצמך, ואתה יכול פשוט 'לשנות אותו' כדי להסכים עם כל מה שתרצה, אתה לא תצליח לצאת ממחזור האפי שלך. זו הסיבה שאני לא אוהב קונצנזוס של חשיבה קבוצתית ומתעב את הלך הרוח הבייסיאני שהופך את הקהילה המדעית לתא הד לברך עצמי של כותבי נייר עצמאיים.
.
יש חדשות טובות לעתיד עם זאת:
בסופו של דבר מדענים מתים, ומישהו אחר יגיע שלא נותן את התחת של עכברוש לגבי הסכמה פוליטית של מומחים ו"סיפורי "המפותלים שלהם ולעשות משהו אחר.
.
זה מה שקרה כשזוג בוני אופניים מאוהיו איכשהו הצליחו להבין מה שאר הקהילה המדעית לא יכולה.
.
המדע מתקדם הלוויה אחת בכל פעם.

@Alby # 29,
להתאמץ יותר. מחוללי מילים אקראיים טובים רק לספאם.

איתור גלי הכבידה שנוצרו על ידי מיזוג של שני כוכבי נויטרונים - GW170817 - אפשר למדענים לקבוע ב 70 קמ"ש למגה פרש * את ערך העלייה במהירות התפשטות היקום ב -130 מיליון שנות האור ש להפריד אותנו ממקור המיזוג האמור.
כאשר חישובים אלה מתקרבים למהירות האור בכל עידן היקום, אנו יכולים לעשות את החישוב ההפוך כדי לקבוע את העלייה הממוצעת במהירות ההתרחבות כך שהיקום הנצפה יהיה לפי הגיל שנקבע על ידי תורת המפץ הגדול.
התוצאה היא 300.000 קמ"ש /(13.799/3,26) Mpc = 70,820 km / s Mpc. https://molwick.com/en/gravitation/072-gravitational-waves.html#big-bang

לִתְרוֹם

ScienceBlogs הוא המקום בו מדענים מתקשרים ישירות עם הציבור. אנו חלק ממדע 2.0, עמותה לחינוך מדעי הפועלת במסגרת סעיף 501 (ג) (3) לקוד ההכנסה הפנימית. נא תרום בניכוי מס אם אתה מעריך תקשורת מדעית עצמאית, שיתוף פעולה, השתתפות וגישה פתוחה.

אתה יכול גם לעשות קניות באמצעות אמזון סמייל ולמרות שאתה לא משלם יותר שום דבר, אנחנו מקבלים משהו זעיר.


תעלומת רצח של עניינים אפלים: האם חומר מוזר הורס כוכבי נויטרונים?

החומר המסתורי המרכיב את רוב החומר ביקום עשוי להרוס כוכבי נויטרונים על ידי הפיכתם לחורים שחורים במרכז שביל החלב, כך עולה ממחקר חדש.

אם אסטרונומים יזהו בהצלחה כוכב נויטרונים שמת בידיו המטפוריות של חומר אפל, ממצא כזה עשוי להניב תובנות קריטיות על תכונותיו החמקמקות של החומר, הוסיפו מדענים.

חומר אפל - חומר בלתי נראה שחושב כמרכיב חמש ושישיות מכל החומר ביקום - הוא כיום אחת התעלומות הגדולות ביותר במדע. הקונצנזוס בין החוקרים מציע כי חומר אפל מורכב מסוג חדש של חלקיק, כזה שמתקשר בצורה חלשה מאוד במקרה הטוב עם כל כוחות היקום הידועים. ככזה, חומר אפל הוא בלתי נראה וכמעט בלתי מוחשי לחלוטין, וניתן לזהות אותו בעיקר באמצעות משיכת הכבידה שהוא מפעיל. [8 תעלומות אסטרונומיה מרתקות]

כעת, פיסיקאים מציעים כי תשובות למסתורין של החומר האפל עשויות להיות בפאזל אחר, המכונה הבעיה הפולסרית החסרה.

פולסר הוא סוג של כוכב נויטרונים, שהוא שריד סופר צפוף לכוכב מסיבי שנותר מאחור לאחר שמת בפיצוץ ענק המכונה סופרנובה. כוכבי נויטרונים יכולים לזלול חומר מכוכבים נלווים, פעולות של קניבליזציה שגורמות לכוכבי נויטרונים להפיץ פולסים של קרינה, וזוכים לכוכבי נויטרונים כאלה בשם פולסר.

על פי מודלים אסטרופיזיים וקוסמולוגיים עכשוויים, כמה מאות פולסרים צריכים להקיף את החור השחור המסיבי בלב שביל החלב. עם זאת, חיפושים אחר פולסרים אלה על ידי חיפוש גלי הרדיו שהם פולטים עלו עד כה בידיים ריקות.

כעת החוקרים מציעים כי חומר אפל יכול להשמיד את כוכבי הנויטרונים הללו ולהפוך אותם לחורים שחורים.

חומר אפל, כמו חומר רגיל, נמשך לחומרתו של חומר אחר. הריכוז הגדול ביותר של חומר נורמלי שביל החלב נמצא במרכזו, ולכן הריכוז הגדול ביותר של חומר אפל קיים גם שם.

באזור עם צפיפות חומרים כהים גבוהה כמו לב שביל החלב, כמות עצומה של חלקיקי חומר כהה עלולה להצטבר בפולסר ולגרום לו לצמוח מסיבית בכדי להתמוטט וליצור חור שחור.

"ייתכן שפולסרים המשתלבים בחורים שחורים עשויים לספק את האות הקונקרטי הראשון של חומר כהה חלקיקי", אמר מחבר המחקר ג'וזף ברמנטה, פיזיקאי מאוניברסיטת נוטרדאם.

המודלים של החומר האפל העולים בקנה אחד עם הרעיון הזה, ועם תצפיות על פולסרים הנראים מחוץ למרכז הגלקטי, הם אלה המצביעים על כך שחומר אפל הוא אסימטרי, כלומר יש יותר סוג אחד של חלקיק חומר אפל מאשר מקבילו נגד החלקיקים. החומר הרגיל הוא גם לא סימטרי - יש הרבה יותר פרוטונים ביקום מאשר אנטי פרוטונים. (כאשר חלקיק ומקבילו האנטי-חומר נפגשים, הם מחסלים זה את זה, משחררים פרץ של אנרגיה - הוכחה למשוואה המפורסמת של איינשטיין, E = mc2, שגילתה שניתן להמיר את המסה לאנרגיה ולהיפך.)

"מבחינתי, התוצאה המפתיעה ביותר היא שמודלים קיימים של חומר אפל עלולים לגרום לפולסרים במרכז הגלקטי להתמוטט לחורים שחורים", אמר בראמנטה ל- Space.com.

אם החומר האפל הוא אסימטרי, זה יהיה עקבי עם "מדוע יש יותר חומר מאשר חומר אנטי-קוסם ביקום, ומדוע יש חומר אפל פי חמישה מחומר גלוי", הוסיף ברמנטה.

המסה של חלקיק החומר האפל האחראי על הפעלת פולסים בגרעין הגלקטי עשויה להיות קלה פי 100 מאלקטרון או כבדה יותר ממאה מיליון פרוטונים. אם החומר האפל יהיה מסיבי כמו 100 מיליון פרוטונים, ייקח להם יותר מ -1,000 מהאנרגיות המסוגלות ב- LHC ליצור אותם, ציין ברמנטה. זה מצביע על כך שחיפוש אחר פולסר משתלב במרכז הגלקסיות עשוי להיות דרך ריאלית יותר ללמוד על חומר אפל.

יתכנו הסברים אחרים לבעיית הפולסר החסרה. למשל, כוכבים מסיביים עשויים ליצור פולסרים קצרי מועד ומגנטיים מאוד המכונים מגנטרים במרכז הגלקטי ולא פולסרים רגילים ארוכי טווח, אולי מכיוון שכוכבים בליבה הגלקטית עשויים להיות ממוגנטים מאוד. החוקרים בוחנים כיצד אסטרונומים עשויים לזהות האם פולסר בגרעין הגלקטי מת בגלל חומר אפל, התומך ברעיונם.

ברמנטה ועמיתו טים לינדנדדדה את ממצאיהם ב -10 באוקטובר בכתב העת Physical Review Letters.