Wpis z mikrobloga

Zamiast nudnego końca wszechświata - fajerwerki...tylko trochę jeszcze trzeba poczekać. ( ͡° ͜ʖ ͡°)

Na początku sierpnia ukazała się praca teoretyczna Matta Caplana z Illinois State University, w której stara się obliczyć jak będzie przebiegała ewolucja gwiazd masą zbliżonych do Słońca, stanowiących ok. 1% wszystkich znanych gwiazd. Generalnie, wiadomo nie od dziś, że Słońce i gwiazdy jemu podobne w końcu staną się białymi karłami (Subramanyan Chandrasekhar dostał za to w 1983 r. Nagrodę Nobla - swoją drogą za teorię z 1928 r.). Spekuluje się jednak, że mogą one wyewoluować do formy czarnego karła - hipotetycznego obiektu, który powstaje po "wystygnięciu" białego karła. Problem polega jednak na tym, że czas stygnięcia białego karła może wynosić nawet od 10^15 do 10^25 lat czyli więcej niż aktualny wiek wszechświata.

Niemniej, autor posunął się jeszcze dalej i postanowił oszacować jaki los czeka hipotetyczne czarne karły. Według jego obliczeń, biorąc pod uwagę obecną wiedzę fizyczną, powinny one skończyć jako "black dwarf supernova". Czas jednak, po którym się to stanie jest jednak nieco niewyobrażalny - proces miałby się zacząć za jakieś 10^1100, a ostatnia tego typu supernowa miałaby eksplodować, mniej więcej, za 10^32000 lat. Jeśli wszechświat postanowi ulegać "wiecznej" ekspansji te efektowne "fajerwerki" będą przyczynowo niepowiązane.

Oczywiście, obliczenia bardziej trzeba traktować jako formę eksperymentu myślowego, gdyż wiele czynników może mieć wpływ na rozważania ewolucji tego typu obiektów astrofizycznych, jak np. zaobserwowanie rozpadu protonu czy mechanizmu wykraczającego poza Model Standardowy. Wszystko dotyczę materii barionowej może spowodować, że hipotetyczne eksplozje mogą w ogóle nie zaistnieć.

Poniżej zamieszczam ciekawy komentarz z reddita autora tejże pracy, właściwie wszystko podsumowujący:

I found this neat article, preprint here... okay, just kidding. I didn't just find this, I'm the author.

The obvious question, how the hell do you get such an insane timescale? Simple, it's from a tunneling timescale which is exponential with density. Let me explain.

The basic idea is that the Chandrashekhar mass limit depends on the composition. That 1.44 solar mass figure we're told assumes a composition with equal numbers of protons and neutrons (eg 12C, 16O, 20Ne, 24Mg). This is important because it means the mass limit is not super sensitive to the composition for realistic WDs, which are always made of light nuclei. But if you were to make a white dwarf from iron you would have more neutrons than protons. That means stronger gravity and less electron pressure support, which means that the Chandrashekhar limit is about 1.2 solar masses.

If you wait astronomically long times you can expect slow quantum tunneling driven fusion ("pycnonuclear" fusion) to convert light elements to iron and reach the collapse condition. Massive WDs near 1.4 solar masses take 10^1100 years, while the least massive take much longer. Tunneling timescales are much faster with high mass stars; only a small amount of iron must be produced in the core because the star is already near the mass limit. That 10^32000 figure comes from the silicon to nickel fusion tunneling timescale at low densities because the entire star has to be converted to iron to bring the mass limit down. Amusingly, it's like the inverse of accretion induced collapse; instead of the mass going up to the Chandrasekhar limit, the Chandrasekhar limit is coming down to the mass.

The universe is very different then, as galaxies evaporate and the expansion of the universe causes every object to be causally isolated from every other object, so it's impossible for any things to see anything else explode. White dwarfs, named for their white hot temperatures today, will have cooled to near absolute zero so I used the name "black dwarf supernova." And it has the usual caveats about the far future, which is why I like the quote in the article from Greg Laughlin. If the proton decays or there is some beyond the Standard Model reaction that affects baryonic matter then black dwarf supernovae might not happen. There might also be caveats from quantum gravity and Hawking radiation, and vacuum decay. Still, it's fun to think about.


Preprint, o którym wspomina: Black Dwarf Supernova in the Far Future
Artykuł w Science: This is the way the universe ends: not with a whimper, but a bang

#fizycznenowinkifakera -> nowinki fizyczne i nie tylko - do obserwowania lub czarnolistowania.( ͡° ͜ʖ ͡°)

#nauka #fizyka #astrofizyka #kosmologia #kosmos #wszechswiat #astronomia #gruparatowaniapoziomu #swiatnauki #zainteresowania #ciekawostki #liganauki #ligamozgow
Fake_R - Zamiast nudnego końca wszechświata - fajerwerki...tylko trochę jeszcze trzeb...

źródło: comment_1597660125LKEscZXZz0YQ425xehGhyx.jpg

Pobierz