Нейтронные звезды - это, пожалуй, самые странные объекты во Вселенной. В их недрах происходят процессы, которые не встречаются больше нигде во Вселенной. Ну, может быть, кроме черных дыр. Хотя никто толком не знает, и даже не может представить, что происходит внутри черных дыр. Итак, давайте сегодня поговорим о том, что можно увидеть, если погрузиться внутрь нейтронной звезды...

Все очень плотно

Подобные объекты образуются после коллапса массивных звезд. И если такая звезда будет чуть тяжелее, то она превратится в черную дыру. Можно сказать, что нейтронная звезда – это несостоявшаяся черная дыра. Которой просто не хватило немного материи.

Нейтронные звезды – очень компактные объекты. И невероятно плотные. Гравитационное давление в их недрах настолько мощное, что электроны сливаются там с протонами. Образуя нейтроны. В результате этого процесса появляется объект, почти полностью состоящий из этих нейтронов.

От превращения нейтронной звезды в черную дыру объект удерживает так называемый «принцип исключения Паули». Этот принцип гласит, что фермионы (все частицы с полуцелыми спинами) не могут одновременно иметь одно и то же квантовое состояние внутри квантовой системы.

Если говорить проще, это означает, что фермионы не могут занимать одно и то же положение в одно и то же время.

Выше мы уже выяснили, что нейтронная звезда состоит из некого нейтронного «супа». Этот материал ученые иногда называют «нейтроний». И это самый плотный из известных материалов.

По крайней мере, так считает современная наука.

Странные звезды

Однако это может быть вовсе не так. Потому что в ядре нейтронной звезды давление может быть настолько чудовищным, что нейтроны продолжают прижиматься друг другу. И постепенно подходят друг другу на запрещенное принципом Пауля расстояние.

И поскольку в какой-то момент ближе они быть уже не могут, нейтроны распадаются на составляющие – верхний и нижний кварки. В результате этого процесса образуется некое «кварковое вещество». Которое можно сжать еще больше, не нарушая принципа запрета Паули. И вот тут, друзья мои, образуется довольно странный материал.

Он сверхтекуч и даже более плотен, чем нейтроний.

Когда процесс разрушения нейтронов завершается, в дело вступает некая «странность». Ученые предполагают, что половина нижних кварков становится частицами другого типа. Их называют «странными» кварками. Материя, которая состоит из трех типов кварков вместо двух, называется довольно оригинально – «странная материя».

И эта материя очень плотная. И очень стабильная. На самом деле она настолько стабильна, что звезда, полностью состоящая из подобного вещества, вполне может существовать вечно!

Такие звезды получили название «странные звезды».

Тем не менее величайшая тайна странных нейтронных звезд вовсе не в этом!

Кварковая эпоха

Как оказалось, эта предполагаемая странная материя в центре нейтронных звезд представляет собой тип кварк-глюонной плазмы. То есть нечто, что, как считает наука, возникло сразу после Большого Взрыва. И на короткое время было всем веществом во Вселенной. Ученые знают, что это возможно, потому что воспроизвели подобное вещество в ускорителях частиц.

Эти времена известны как Кварковая Эпоха нашей Вселенной.

Незадолго до эпохи кварков наша Вселенная была настолько сконденсирована и горяча, что сила электромагнетизма и слабая ядерная сила сливались в одну единую силу, известную как электрослабая сила. А это означает, что на той стадии эволюции наша Вселенная имела три, а не четыре, фундаментальные силы.

Мысль о том, что в ядре нейтронных/странных звезд могут быть миниатюрные копии условий ранней Вселенной с другим балансом фундаментальных сил, является просто головокружительной!

Вполне возможно, что именно экзотические электрослабые силы, которые существуют только в недрах нейтронных звезд, вместе с принципом запрета Паули удерживают их от окончательного коллапса.Источник: "Живой космос"