Παράξενη ύλη: Είναι όντως η μεγαλύτερη απειλή του σύμπαντος;

ύλη

Οι αστέρες Νετρονίων είναι τα πυκνότερα αντικείμενα μελέτης του σύμπαντος. Στον πυρήνα τους ενδέχεται να βρούμε την πιο επικίνδυνη ουσία που υφίσταται έως σήμερα, τη παράξενη ύλη. Ένα πράγμα τόσο ακραίο, που διαστρεβλώνει τους κανόνες του σύμπαντος και θα μπορούσε να «μολύνει» και να καταστρέψει οτιδήποτε με το οποίο έρχεται σε επαφή ή θα μπορούσε να μας μάθει πως ξεκίνησε το σύμπαν. Ίσως και τα δύο. Για να εμπεδώσουμε πόσο ακραία είναι η παράξενη ύλη, θα πρέπει να κατανοήσουμε τα βασικά. Τι είναι ένα άστρο νετρονίων, και πώς καταρρίπτει η παράξενη ύλη τους κανόνες του σύμπαντος.

Αστέρας Nετρονίων

 Ένα αστέρας νετρονίων είναι αυτό που απομένει, αφότου ένας υπερσυμπαγής αστέρας εκρήγνυται, με έκρηξη υπερκαινοφανούς τύπου (Supernova). Μόλις συμβαίνει αυτό, ο πυρήνας του αστέρα καταρρέει υπό την επήρεια της ίδιας του της βαρύτητας, με τόση δύναμη προς το εσωτερικό του, που συμπιέζει βίαια τους πυρήνες και τα σωματίδιά του. Τα ηλεκτρόνια συμπιέζονται με τα πρωτόνια που ενώνονται και μετατρέπονται σε νετρόνια. Όλο το κενό μέσα στα άτομα γεμίζει ξαφνικά με σωματίδια, που δεν θέλουν να βρίσκονται κοντά το ένα στο άλλο, άλλα δεν έχουν άλλη επιλογή. Πιέζουν απελπισμένα αντίθετα στη βαρύτητα, ενάντια στην κατάρρευση του πυρήνα.

 Αν η βαρύτητα νικήσει, μετατρέπονται σε μαύρη τρύπα. Αν νικήσουν τα σωματίδια, μετατρέπονται σε αστέρα νετρονίων. Αυτό σημαίνει ότι τα άστρα νετρονίων είναι σαν τεράστιοι ατομικοί πυρήνες στο μέγεθος μιας πόλης, άλλα με την μάζα του ήλιου μας. Και εδώ είναι το σημείο, που τα πράγματα αρχίζουν να γίνονται παράξενα. Το περιβάλλον στον πυρήνα των αστέρων νετρονίων, είναι τόσο ακραίο, που οι κανόνες της πυρηνικής φυσικής αλλάζουν και αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια παράξενη και υπερβολικά επικίνδυνη ουσία. Άλλα ας μη βιαζόμαστε. Πρώτα πρέπει να γνωρίζουμε τους κανόνες, πριν μάθουμε πως μπορούν να παραβιαστούν.

ύλη
Πηγή εικόνας: space.com | Άποψη μιας Supernova

Σωματίδια Κουάρκ (Quark)

 Τα πρωτόνια και τα νετρόνια, τα σωματίδια που αποτελούν τον πυρήνα των ατόμων, αποτελούνται από μικρότερα σωματίδια που λέγονται κουάρκ. Τα κουάρκ δεν θέλουν ποτέ να βρίσκονται μόνα τους. Είναι αυτό που αποκαλούμε “εγκλωβισμένα”. Μπορούμε να προσπαθήσουμε να τα χωρίσουμε, αλλά όσο πιο δυνατά τα “τραβάμε” τόσο πιο δυνατά προσπαθούν να μείνουν ενωμένα. Αν χρησιμοποιήσουμε πολύ ενέργεια, τότε θα χρησιμοποιήσουν αυτή την ενέργεια, για να δημιουργήσουν νέα κουάρκ. Τα κουάρκ υπάρχουν ενωμένα, ως τα θεμέλια άλλων σωματιδίων και δεν έχουν παρατηρηθεί ποτέ μόνα τους. Είναι διάφορων τύπων άλλα μόνο δύο φαίνεται να δημιουργούν σταθερή ύλη. Τα άνω και κάτω κουάρκ, που βρίσκονται στα πρωτόνια και τα νετρόνια. Όλα τα υπόλοιπα κουάρκ,  αποσυντίθενται πολύ γρήγορα. Αλλά αυτό, φαίνεται να είναι διαφορετικό μέσα στα αστέρια νετρονίων.

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΑΚΟΜΑ

 Οι δυνάμεις που επενεργούν εντός των πυρήνων τους, είναι τόσο ακραίες που στην πραγματικότητα, θυμίζουν αυτές του σύμπαντος λίγο μετά από τη Μεγάλη Έκρηξη. Οι πυρήνες των αστέρων νετρονίων, είναι σαν απολιθώματα που μπορούν να μας αφήσουν να κοιτάξουμε στο παρελθόν, έως την αρχή των πάντων. Οπότε το να μάθουμε, πως συμπεριφέρονται τα κουάρκ μέσα σε ένα άστρο νετρονίων, είναι ένας τρόπος για να κατανοήσουμε την φύση του ίδιου του σύμπαντος. Μια υπόθεση είναι ότι μέσα σε ένα άστρο πρωτονίων, τα πρωτόνια και τα νετρόνια απεγκλωβίζονται. Όλα τα σωματίδια στριμωγμένα δίπλα-δίπλα, διαλύονται και λιώνουν. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα, άπειρα σωματίδια να γίνονται μια τεράστια μάζα φτιαγμένη αποκλειστικά από κουάρκ.

Ύλη από Κουάρκ

 Ένα άστρο φτιαγμένο από αυτή την ύλη, ονομάζεται άστρο κουάρκ. Αν και από το εξωτερικό του, μπορεί να μην δείχνει διαφορετικό από ένα κανονικό άστρο νετρονίων. Στους πυρήνες των άστρων νετρονίων, κάποια από τα κουάρκ μπορεί να μετατραπούν σε παράξενα κουάρκ. Τα παράξενα κουάρκ έχουν περίεργες πυρηνικές ιδιότητες και είναι βαρύτερα και, ελλείψει καλύτερου χαρακτηρισμού, δυνατότερα. Αν εμφανιστούν, θα μπορούσαν να δημιουργήσουν τη παράξενη ύλη. 

Παράξενη Ύλη

 Η παράξενη ύλη, ίσως να είναι η ιδανική κατάσταση της ύλης. Ιδανική πυκνότητα, ιδανική σταθερότητα, με λίγα λόγια άτρωτη. Πιο σταθερή από κάθε άλλη ύλη στο σύμπαν. Τόσο σταθερή, που μπορεί να υπάρξει εκτός των άστρων νετρονίων. Σε αυτή την περίπτωση, έχουμε πρόβλημα. Μπορεί να είναι μολυσματική. Κάθε κομμάτι ύλης που αγγίζει, μπορεί να εντυπωσιαστεί τόσο πολύ από την σταθερότητά της, που θα την μετατρέψει αμέσως σε παράξενη ύλη. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια θα διαλυόταν και θα γινόταν μέρος της τεράστιας μάζας από κουάρκ που απελευθερώνει ενέργεια και δημιουργεί περισσότερη παράξενη ύλη. Ο μόνος τρόπος να την ξεφορτωνόμασταν, θα ήταν να την πετάξουμε μέσα σε μια μαύρη τρύπα. Άλλα από την άλλη, ποιός νοιάζεται;

ύλη
Πηγή εικόνας: labroots.com

Παραδοξόνια

 Όλη αυτή η ύλη βρίσκεται μέσα σε αστέρες νετρονίων. Εκτός από όταν αστέρες νετρονίων συγκρούονται μεταξύ τους ή με μαύρες τρύπες, εκλύοντας τρομερές ποσότητες των περιεχομένων τους. Κάποια από τα οποία μπορούν να περιέχουν μικρές σταγόνες από παράξενη ύλη, που ονομάζονται παραδοξόνια (strangelets). Τα παραδοξόνια είναι τόσο πυκνά, όσο ο πυρήνας ενός άστρου νετρονίων. Θα μπορούσαν να είναι πολύ μικρά, ίσως και υποατομικά, αλλά ακόμα και τα μεγαλύτερα παραδοξόνια, δεν θα ήταν μεγαλύτερα από ένα πύραυλο. Αυτά τα παραδοξόνια, θα μπορούσαν να διασχίζουν τους γαλαξίες για εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια χρόνια, μέχρι να συναντήσουν ένα άστρο ή πλανήτη κατά τύχη.

 Αν ένα από αυτά χτυπούσε τη γη, θα ξεκινούσε αμέσως να την μετατρέπει σε παράξενη ύλη. Όσο περισσότερο τη μετέτρεπε, τόσο θα μεγάλωνε. Τελικά, όλα τα άτομα που αποτελούν την Γη θα μετατρέπονταν σε παράξενη ύλη. Ολόκληρη η Γη θα μετατρέπονταν σε μια καυτή μάζα παράξενης ύλης, στο μέγεθος ενός αστεροειδή. Αν ένα παραδοξόνιο χτυπούσε τον ήλιο, θα κατέρρεε σε ένα παράξενο άστρο, τρώγοντάς το όπως η φωτιά ένα ξερό δάσος. Αυτό δεν θα άλλαζε την μάζα του ήλιου ιδιαίτερα, άλλα θα γινόταν πολύ λιγότερο φωτεινός, οπότε η Γη θα πάγωνε μέχρι “θανάτου”. Και σαν τους ιούς, δεν θα είχαμε κανένα τρόπο να δούμε ένα παραδοξόνιο να έρχεται. Ακόμη χειρότερα, κάποιες θεωρίες προτείνουν, ότι τα παραδοξόνια υπάρχουν σε αφθονία ξεπερνώντας σε αριθμό όλα τα αστέρια του γαλαξία.

ύλη
Πηγή εικόνας: wisegeek.com | Τα παραδοξόνια, δημιουργούνται μαζικά στους πυρήνες των αστέρων νετρονίων

Τελικά η παράξενη ύλη είναι όντως απειλή;

 Τα παραδοξόνια θα μπορούσαν να είναι τόσα πολλά και ογκώδη, που μπορεί στην ουσία να είναι η σκοτεινή ύλη που υποψιαζόμαστε ότι κρατάει τους γαλαξίες ενωμένους. Άλλα από την άλλη, μπορεί και όχι. Όλα αυτά είναι εικασίες, και η Γη και ο Ήλιος και οι πλανήτες δεν έχουν καταστραφεί από καμία επιδρομή παραδοξονίων τα τελευταία δισεκατομμύρια χρόνια. Οπότε οι πιθανότητες είναι ότι δεν θα συμβεί σύντομα.

 Το να καταλάβουμε αυτά τα παράξενα αντικείμενα μελέτης, μπορεί να είναι το κλειδί για να καταλάβουμε την γέννηση του σύμπαντος και το γιατί εξελίχθηκε σε αυτό που βλέπουμε σήμερα. Όταν οι επιστήμονες ξεκίνησαν να παίζουν με μαγνήτες και καλώδια και να σκέφτονται για τα ηλεκτρόνια, δεν είχαν ιδέα για το πως η τεχνολογία θα εξελισσόταν στα επόμενα εκατό χρόνια. Οι επιστήμονες που ασχολούνται με τα ενδότερα των αστέρων νετρονίων και της παράξενης ύλης, μπορεί να ετοιμάζουν την ανθρωπότητα για ένα μέλλον πέρα από την φαντασία μας. Ίσως και όχι. Ο χρόνος θα δείξει.


Λίγα λόγια για τον συντάκτη

Χρήστος Θεοδοσίου

Σπουδάζω στο τμήμα μηχανικών τεχνολογίας αεροσκαφών, του γενικού τμήματος του ΕΚΠΑ (πρώην ΤΕΙ Στερεάς Ελλάδας), στη Χαλκίδα. Ζω στην Αθήνα και το πάθος μου από μικρός είναι τα αεροπλάνα. Μου κεντρίζει το ενδιαφέρον κάθε νέα τεχνολογία και δηλώνω λάτρης της επιστημής και του διαστήματος.

Εβδομαδιαία ενημέρωση απο το maxmag στο email σου

Η ενημέρωση σου, για όλα τα θέματα, επί παντός επιστητού, είναι προτεραιότητα για μας στο MAXMAG. Αυτός είναι κ ο λόγος, για τον οποίο κάθε εβδομάδα οι συντάκτες μας θα επιλέγουν τα 15 σημαντικότερα άρθρα, από όλες τις στήλες του περιοδικού και θα φροντίζουμε να τα λαμβάνεις απευθείας στο email σου. Όλες οι σημαντικές ειδήσεις θα σε περιμένουν να τις ανοίξεις. Το μόνο που χρειάζεται να κάνεις είναι μια εγγραφή στο Newsletter μας. Τι περιμένεις λοιπόν;