夸克星存在吗?

时间:2021-07-16 09:27:29   作者:
经典夸克星很可能不存在。不幸的是。但是,也有细微的差别…所有这些都可以严格计算出来。让我们更详细地考虑一下。

早些时候,在黑洞中,在高压的影响下,重子物质变成了夸克-胶子等离子体。也就是说,一个黑洞由一个小的核心(QGP的一个“水滴”)和一个大的引力半径组成。此外,夸克胶子等离子体的核心半径将等于引力半径,或小于引力半径。我们还计算了最小可能黑洞质量和最小黑洞半径:

mm = 1.125 * 10^ 30kg
Rmin = 1.669 * 10^3 m = 1.67 km

证实黑洞由夸克-胶子等离子体是赫尔辛基大学的研究人员的工作,表明中子星的地方实际上证实了夸克组成的核心(恒星的质量等于两个太阳质量,夸克物质质量的一半)。很明显,黑洞的压力将大于中子星的压力,因此,所有重子物质将被“压”成夸克,也就是基本粒子。

由此逻辑推论,由于普通恒星中的压力总是小于中子星和黑洞中的压力,因此,经典恒星中的重子物质不能处理成夸克-胶子等离子体。也就是说,经典夸克星根据定义是不存在的。

夸克星存在吗?

但是,如果我们承认某种宇宙灾难,当黑洞或中子星的一部分被抛入太空(部分夸克胶子等离子体被喷射),那么我们很可能得到一个夸克星类型的物体。为了使它仅仅是一颗夸克星,而不是一个黑洞或中子星,这类物体的质量必须是我们的太阳质量的几倍。

实际上,目前尚不清楚物质向夸克态的转变是否是可逆的,也就是说,夸克物质是否会随着压力的减小而返回到中子。正如建模所示,在夸克气体星中,必然存在大量的s-夸克,所以有时夸克星也被称为“奇异”星。

假设夸克物质在压力减小后仍然存在,那么我们应该固定一个夸克恒星,它的质量比太阳的质量小20或100倍……一颗相当不寻常的恒星,更像是恒星的碎片,但它仍然可能存在并辐射。此外,它的半径应该远小于1.67公里,大约几百米。现在我们清楚了为什么夸克星很难被发现:它们非常小。

请注意,黑洞的引力半径(Rs)和夸克胶子等离子体的半径(R(液滴模型))依赖于质量如下:

Rs = 1.4831 * 10^(- 27) * M
R(液滴模型)= 1.5733 * 10^(- 12)* M^0.5

从这些公式可以明显看出,当质量远小于太阳质量时,夸克胶子等离子体的半径将大于引力半径,也就是说,我们将得到一颗夸克星。例如,假设一个质量为10^28千克的夸克胶子等离子体在一次空间灾难中被喷射出来。则对应的半径相等:

Rs = 14.831 m
R(液滴模型)= 157.33 m

也就是说,夸克星的半径只有157米。这样的空间物体即使没有变成重子物质,也很难通过实验探测到。
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