İçeriğe atla

Egzotik yıldız

Egzotik yıldız, elektron, proton, nötron ya da müonlardan farklı parçacıklardan oluşan ve kütleçekimsel çökmeye karşı yozluk basıncı ve diğer kuantum özellikleri sayesinde karşı gelebilen kuramsal bir sıkışık yıldızdır. Kuarklardan oluşan kuark yıldızları, belki de yukarı, aşağı ve garip kuarkların yoğuşmasından oluşmuş garip maddeden oluşan garip yıldızlar ve muhtemelen, eğer kuark alt parçacıklara ayrışabilirse onların yapıtaşlarını oluşturacak olan kuramsal preonlardan oluşan preon yıldızlarını içerir.

Egzotik yıldızlar oldukça kuramsaldır çünkü maddenin bu şekillerinin nasıl davrandığını detaylı olarak deneyimlemek çok zordur ve yeni gelişen kütleçekimsel dalga astronomisinin çıkışından önce elektromanyetik ışınım yapmayan ya da bilinen parçacıklar yaymayan kozmik cisimlerin tespit edilebilmesi için yeterli bir yöntem yoktu. Bu tür nesnelere aday olan kozmik cisimler genellikle gözlemlenebilen özelliklerden indirekt kanıtlar yoluyla tanımlanmaya çalışılır.

Kuark yıldızları ve garip yıldızlar

Nötronların yeterli miktarda kütleçekimsel basınç uygulandığı zaman yukarı ve aşağı kuarklara ayrışması ile oluşan kuramsal yıldızlara kuark yıldızı adı verilir. Nötron yıldızından daha küçük ve daha yoğun olması beklenir. Yani aslında büyük bir nükleondur. Garip madde içeren kuark yıldızlarına da garip yıldızlar denir.

Elektrozayıf yıldızlar

Bir egzotik starın kütleçekimsel çöküşü elektromanyetik yanma nedeniyle oluşan radyasyon basıncı ile engellendiğinde yani kuarkların leptonlara elektrozayıf etkileşim yolu ile dönüşmesiyle ortaya çıkan kuramsal egzotik yıldızlara da elektrozayıf yıldız adı verilir. Bu süreç yıldızın çekirdeğinde bir elma kadar yer kaplayan iki Dünya kütlesine sahip hacim içinde oluşur.[1]

Bir yıldızın, elektrozayıf yıldız ürettiği yaşam aşaması teorik olarak süpernova çöküşünden sonra olur. Elektrozayıf yıldızlar, kuark yıldızlarından daha yoğundurlar ve kuark dejenere basıncı kütleçekime karşı koyamayacak durumda oluşurlar, fakat yine de elektrozayıf yanma radyasyon basıncı sayesinde buna karşı koyabilirler. Yıldızın yaşamının bu aşaması 10 milyon yıla kadar dayanabilir.

Preon yıldızları

Bir preon yıldızı, preon adı verilen kuramsal atomaltı parçacıklarından oluşan kuramsal bir sıkışık yıldız tipidir. Preon yıldızlarının çok yoğun oldukları ve yoğunluklarının 1023 kg/m³’ü geçtiği düşünülmektedir.kleri umulmaktadır. Kuark ve nötron yıldızlarından daha yoğundurlar, beyaz cüceler ve nötron yıldızlarından daha küçük ama daha ağırdırlar.[2] Preon yıldızları süpernova patlamalarından veya Büyük Patlamadan sonra ortaya çıkmış olabilirler. Ancak parçacık hızlandırıcılarındaki güncel gözlemler preonların varlığına karşı sonuçlar gösterir.[3]

Göreliliğin genel kuramına göre, eğer bir yıldız Schwarzschild yarıçapından daha küçük bir boyuta doğru çöküntüye uğrarsa, bu yarıçapta bir olay ufku meydana gelir ve yıldız kara deliğe dönüşür. Bu sebepten dolayı preon yıldızlarının boyu 100 Dünya kütlesi kadar kütleye sahip olan 1 metrelik çaptan, Ay kadar kütleye sahip olan bir bezelye tanesi büyüklüğüne kadar değişir.

Bozon yıldızları

Bir bozon yıldızı, bozon denilen parçacıklardan oluşan kuramsal bir astronomik cisimdir. Bu çeşit bir yıldızın var olabilmesi için, küçük bir kütle özelliği gösteren stabil bir tip bozon olması gereklidir. 2002’den beri böyle bir yıldızın varlığına dair kesin bir bulgu yoktur. Fakat kendileri etrafında dönen bir çift bozon yıldızı sayesinde ortaya çıkan çekimsel radyasyon sayesinde saptanmaları mümkün olabilir.

Bozon yıldızları, Büyük Patlamanın ilk aşamaları sırasında çekimsel çöküş sayesinde oluşmuş olabilirler. En azından teoride, aktif galaktik çekirdeklerin gözlemlenmiş birçok özelliğini açıklayabilecek süper kütleli bir bozon yıldızı, bir galaksinin çekirdeğinde mevcut olabilir.

Plank yıldızları

Döngüsel kuantum kütleçekiminde, bir Planck yıldızı çökmekte olan bir yıldızın enerji yoğunluğu, Planck enerjisi yoğunluğuna ulaştığında oluşan teorik olarak olası bir astronomik cisimdir. Bu koşullar altında, yerçekimi ve uzay-zamanın nicelleştirildiğini varsayarsak, Heisenberg'in belirsizlik ilkesinden türetilen itici bir "kuvvet" ortaya çıkar. Başka bir deyişle, yerçekimi ve uzay-zaman kuantize edilirse, Planck yıldızı içindeki kütle-enerji birikimi, bu sınırın ötesine çökerek kütleçekimsel bir tekillik oluşturamaz, çünkü bu, uzay-zamanın kendisi için belirsizlik ilkesini ihlal eder.[4]

Kaynakça

Özel

  1. ^ Shiga, D. (4 Ocak 2010). "Exotic stars may mimic Big Bang". New Scientist. 18 Ocak 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Şubat 2010. 
  2. ^ Hannson, J.; Sandin, F. (9 Haziran 2005). "Preon stars: a new class of cosmic compact objects". Physics Letters B. 616 (1–2). ss. 1-7. arXiv:astro-ph/0410417 $2. Bibcode:2005PhLB..616....1H. doi:10.1016/j.physletb.2005.04.034. 
  3. ^ Wilkins, Alasdair (9 Aralık 2010). "Stars so weird that they make black holes look boring". 28 Mart 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Eylül 2015. 
  4. ^ Rovelli, Carlo; Vidotto, Francesca (2014). "Planck stars". International Journal of Modern Physics D. 23 (12): 1442026. arXiv:1401.6562 $2. Bibcode:2014IJMPD..2342026R. doi:10.1142/S0218271814420267. 

Genel

İlgili Araştırma Makaleleri

Parçacık fiziğinde, bozonlar Bose-Einstein yoğunlaşmasına uyan parçacıklardır; Satyendra Nath Bose ve Einstein'a atfen isimlendirilmişlerdir. Fermi-Dirac istatistiklerine uyan fermiyonların tersine, farklı bozonlar aynı kuantum konumunu işgal eder. Böylece, aynı enerjiye sahip bozonlar uzayda aynı mekânı işgal edebilirler. Bu nedenle her ne kadar parçacık fiziğinde her iki kavram arasındaki ayrım kesin belirgin değilse de, fermiyonlar genelde madde ile bileşikken, bozonlar sıklıkla güç taşıyıcı parçacıklardır.

Temel etkileşimler veya Temel kuvvetler, fiziksel sistemlerde daha temel etkileşimlere indirgenemeyen etkileşimlerdir. Bilinen dört temel etkileşim vardır. Bunlar uzun mesafelerde etkileri olabilen kütleçekimsel, elektromanyetik etkileşimler ve atomaltı mesafelerde etkili olan güçlü nükleer ve zayıf nükleer etkileşimlerdir. Her biri bir alan dinamiği olarak anlaşılmalıdır. Bu dört etkileşim de matematiksel açıdan bir alan olarak modellenebilir. Kütleçekim, Einstein'ın genel görelilik kuramı tarafından tanımlanan uzay-zamanın eğriliğe atfedilirken diğer üçü ayrı kuantum alanlar olarak nitelendirilir ve etkileşimlerine Parçacık fiziğinin Standart Modeli tarafından tanımlanan temel parçacıklar aracılık eder.

Fermiyon, parçacık fiziğinde, Fermi-Dirac istatistiğine uyan parçacıktır. Başka bir deyişle, Enrico Fermi ve Paul Dirac'ın gösterdiği üzere, Bose-Einstein istatistiğine sahip bozonların aksine fermiyonlar, belirtilen zamanda sadece bir kuantum durumuna karşılık gelebilen parçacıklardır. Eğer iki ayrı fermiyon uzayda aynı yerde tanımlanmışsa her bir fermiyonun özelliği birbirinden farklı olmak zorundadır. Örnek olarak, iki elektron bir çekirdeğin etrafında aynı orbitalde bulunacaklarsa, bu kez aynı spin durumunda olamazlar ve her orbitalde elektronun biri yukarı diğeri aşağı spin durumundadır.

<span class="mw-page-title-main">Pauli dışarlama ilkesi</span> Kuantum mekaniği prensibi: iki özdeş fermiyon aynı anda, aynı kuantum halinde bulunamazlar.

Pauli dışarlama ilkesi ya da Pauli dışlama ilkesi, iki ya da daha çok özdeş fermiyonun aynı kuantum durumda olamayacağını belirten bir kuantum mekaniği yasasıdır. Bu yasa, kuramsal fizikçi Wolfgang Pauli tarafından 1925 yılında bulunmuştur. İlk bulunuşunda yasa yalnızca elektronlar için geçerliyken, 1940 yılında Spin-istatistik teoreminin bulunmasıyla birlikte bütün fermiyonları kapsayacak biçimde genişletilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Nötron</span> Yüke sahip olmayan atomaltı parçacık

Nötron, sembolü n veya n⁰ olan, bir atomaltı ve nötr bir parçacıktır. Proton ile birlikte, atomun çekirdeğini meydana getirir. Bir yukarı ve iki aşağı kuark ve bunların arasındaki güçlü etkileşim sayesinde oluşur. Proton ve nötron yaklaşık olarak aynı kütleye sahiptir fakat nötron daha fazla kütleye sahiptir. Nötron ve protonun her ikisi nükleon olarak isimlendirilir. Nükleonların etkileşimleri ve özellikleri nükleer fizik tarafından açıklanır. Nötr hidrojen atomu dışında bütün atomların çekirdeklerinde nötron bulunur. Her atom farklı sayıda nötron bulundurabilir. Proton ve nötronlar, kuarklardan oluştukları için temel parçacık değildirler.

<span class="mw-page-title-main">Kuark</span> Temel parçacık türü

Kuark, bir tür temel parçacık ve maddenin temel bileşenlerinden biridir. Kuarklar, bir araya gelerek hadronlar olarak bilinen bileşik parçacıkları oluşturur. Bunların en kararlıları, atom çekirdeğinin bileşenleri proton ve nötrondur. Renk hapsi olarak bilinen olgudan ötürü kuarklar asla yalnız bir şekilde bulunmaz, yalnızca baryonlar ve mezonlar gibi hadronlar dahilinde bulunabilir. Bu sebeple kuarklar hakkında bilinenlerin çoğu hadronların gözlenmesi sonucunda elde edilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Mezon</span>

Mezonlar, güçlü etkileşim ile bağlı bir kuark ve bir antikuarktan oluşan hadronik atomaltı parçacıklardır. Atomaltı parçacıklardan oluştuklarından mezonlar, kabaca bir femtometre kadarlık bir yarıçaplı fiziksel bir boyuta sahiptirler. Bütün mezonlar kararsızdırlar ve en uzun ömürlüsü mikrosaniyenin altında bir ömre sahiptir. Yüklü mezonların bozunmasıyla elektron ve nötrino oluşur. Yüksüz mezonların bozunmasıyla da fotonlar oluşur.

Kuark yıldızı, son derece yüksek çekirdek sıcaklığı ve basıncının çekirdek parçacıklarını, başıboş kuarklardan oluşan sürekli bir madde hali olan kuark maddesini oluşturmaya zorladığı, varsayımsal bir sıkışık, egzotik yıldız türüdür.

Sıkışık yıldız veya sıkışık nesne, gökbiliminde beyaz cüceleri, nötron yıldızlarını ve karadelikleri toplu olarak tanımlamak için kullanılır. Ayrıca, varsayımsal yoğun cisimlerin varlığı doğrulanırsa egzotik yıldızları da içerebilir. Tüm sıkışık nesneler yarıçaplarına oranla daha büyük bir kütleye sahiptir ve bu da onlara, sıradan atomik maddeye kıyasla çok yüksek bir yoğunluk kazandırır.

Gluonlar kuarklar arasındaki güçlü etkileşimi sağlayan temel parçacıklardır. Bu etkileşim fotonların elektromanyetik etkileşmedeki rolüne benzer bir şekilde iki yüklü parçacık arasında momentum değişimini sağladığı düşüncesi ile benzerlik kurularak anlaşılabilir.

Parçacık fiziğinde şu anda bilinen ve kuramsal olan temel parçacıkları ve bu parçacıklarla oluşturulabilen bileşik parçacıkları içeren listedir.

W ve Z bozonları, zayıf etkileşime aracılık eden temel parçacıklardır. Bu bozonların keşfi parçacık fiziğinin Standart Modeli için büyük bir başarının müjdecisi oldu.

Yıldız evrimi bir yıldızın yaşamı boyunca maruz kaldığı radikal değişikliklerin bir sürecidir. Yıldız'ın kütlesine bağlı olarak bu yaşam süresi, birkaç milyon yıldan, trilyonlarca yıla ulaşabilir, evrenin yaşı göz önüne alındığında bu çok fazladır.

<span class="mw-page-title-main">Temel parçacık</span> Başka parçacıklardan oluştuğu bilinmeyen parçacıklar.

Temel parçacıklar, bilinen hiçbir alt yapısı olmayan parçacıklardır. Bu parçacıklar evreni oluşturan maddelerin temel yapıtaşıdır. Standart Model'de kuarklar, leptonlar ve ayar bozonları temel taneciklerdir.

<span class="mw-page-title-main">François Englert</span>

François, Baron Englert, Nobel Ödüllü bir kuramsal fizikçidir. Kuramsal fizik araştırma grubunun bir üyesi olduğu Université libre de Bruxelles'de fahri profesörlük görevini sürdürmektedir. Englert ayrıca Kaliforniya'daki Chapman Üniversitesi'nin Kuantum Çalışmaları Enstitüsünün de bir üyesidir. 2010'da J.J. Sakurai Kuramsal Fizik Ödülü, 2004'te Wolf Fizik Ödülü, ve 1997'de Avrupa Fizik Topluluğu Yüksek Enerji ve Parçacık Fiziği ödülü gibi birçok ödül kazanmıştır. İstatiksel fizik alanında katkıları bulunmaktadır. François Englert'e 2013'te Higgs Mekanizması'nın keşfi nedeniyle Peter Higgs ile birlikte Nobel Fizik Ödülü verilmiştir.

Preonlar parçacık fiziğinde, kuarklar ve leptonların altparçacıkları olan nokta parçacıklardır. Terim 1974’te, Jogesh Pati ve Muhammed Abdüsselam tarafından oluşturulmuştur. Preon modellerine olan ilgi, 1980’lerde zirve noktasına ulaşmıştır ancak parçacık fiziği Standart Model'i, fiziğin kendisini en başarılı şekilde tanımlamaya devam ettiğinden ve lepton ile kuark kompozitleri hakkında hiçbir deneysel veri bulunmadığından dolayı bu ilgi azalmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Yıldız kaynaklı kara delik</span>

Yıldız kaynaklı kara delik, bir yıldızın kütleçekimsel çöküşüyle oluşan bir kara deliktir. Kütleleri yaklaşık 5 ila birkaç on güneş kütlesi arasında değişir. Bunlar süpernova patlamalarının kalıntılarıdır ve bir tür gama ışını patlaması olarak gözlemlenebilirler. Bu kara deliklere ayrıca çökmüş yıldız (collapsar) olarak da atıfta bulunulur.

<span class="mw-page-title-main">Kütleçekimsel çökme</span> Bir astronomik cismin kütleçekim etkisiyle büzülmesi

Kütleçekimsel çökme astronomik objelerin sahip olduğu kütleçekim etkisinden dolayı diğer objeleri kendi merkezine doğru çekmesidir. Herhangi bir stabil objede bu kütleçekim tam tersi yönünde etkileyen iç basınç ile karşılıklı olarak dengelenmektedir. Eğer kütleçekim dışarı yönde etkiyen iç basınçtan daha fazla olursa bu denge durumu bozulur ve madde içeri doğru çökmeye başlar. Bu çöküş iç basıncı artırıp maddeyi kütleçekim ile dengeleyecek noktaya gelene kadar devam eder. Bu durum böylece devam eder.

Egzotik madde, fizik alanında normlardan gelen bir sapma yaratan ve egzotik özelliklere sahip bir madde olarak tanımlanmıştır.