Od čelika tvrđe deset miliona puta

Da li ste ikad zapitali šta li je to tvrđe i od najtvrđeg?

Ukoliko ste pomislili na čelik, smesta ga zaboravite iako će nam poslužiti da bismo uporedili tvrdoću.

Zavirujući na Zemlji u najskrivenije tajne dalekog kosmosa, naučnici su nedavno stigli do odgonetke. U oponašanju svojstava omotača neutronske zvezde na superkompjuteru ustanovili su da je to sada najgušća i najtvrđa poznata tvar (materija). Neutronske zvezde nastaju kada krupne (masivne) zvezde, što nije slučaj s našim Suncem, istroše svoje nuklearno gorivo i sažmu se u sebe same. Samo u Mlečnom putu ih ima na milione.

Toliko zgusnuta da su, čak, ispupčenja veličine planine na površini u stanju da saviju samo prostor-vreme! Slična pojava u većim razmerama i surovijim uslovima uočena je, ako se sećate, u „crnim rupama” iz kojih ni svetlost ne može da umakne, zbog čega su tako nazvane.

Hoće li zvezde koje su okončale isijavanje svetlosti pružiti astrofizičarima novi uvid u nedokučena kosmička zbivanja – gravitacione talase?

U sekundi 700 puta

Odranije je znano da se neutronske zvezde odlikuju izuzetno velikom gustinom. Kak se, u stvari, obična kresnic preobrati u toliko gusto i čvrsto nebesko telo?

Kada divovska zvezda (maltene jedan i po puta veće mase od Sunca) sagori (istroši) vlastite zalihe nuklearnog goriva, ne može više da se odupre snažnim gravitacionim silama koje je sabiju na veličinu asteroida (dvadesetak kilometara u prečniku). Kašičica tog materijala na našoj planeti težila bi sto miliona tona! A pre toga glavnina mase se rasprši na sve strane u orijaškom rasprsnuću (eksplozija) koje se naziva – supernova. Preostali sastojci koji predstavljaju ogromne količine materije zbiju se u razmere malenog tela (u poređenju s pređašnjim) koje nastavlja ubrzano da se okreće samo oko sebe – gotovo 700 puta u sekundi!

Ali do sada nije uspeo da izmeri koliko je to čvrsto.

Dvojica istraživača Čarls Horovic (teorijski astrofizičar), sa Univerziteta Indijana, i Kai Kadau (proučavalac materijala), iz Nacionalne laboratorije Los Alamos, dočarali su u računaru sastojke neutronske zvezde u atomskim razmerama (12 miliona čestica!), uzimajuću u obzir džinovsku gravitaciju kojoj su izloženi. Svoja nalaz obelodanili su, upravo, u uglednom čaopisu „Fizikal rivju leters”.

I da vas više ne držimo u neizvesnosti: izračunali su da je omotač (kora) neutronske zvezde, najmanje, deset miliona puta čvršća od najtvrđeg čelika za koji znamo. Očigledno je da u neobičnoj „kosmičkoj čigri” (rekli smo da se vrti ukrug veoma brzo) caruju strahovito jake elektromagnetske sile.

Narušeni prostor-vreme

Čime se takvo viđenje potkrepljuje? Izlivima gama-zraka iz magnetara, vrstom neutronskih zvezda s najsnažnijim magnetskim poljem, koji s vremena na vreme u nezamislivom zvezdotresu (zvezdinom potresu) pocepaju toliko čvrst i gust omotač. Konačni podaci svedoče da je jedino izuzetno tvrda pokorica može izvesno vreme da zarobi ogromnu energiju unutar neutronske zvezde.

Nameće se još jedno zapažanje: neverovatna čvrstina dopušta da se na površini uobliče ispupčenja velika kao planina, a snažna poput naše Zemlje. Na neutronskoj zvezdi koja se besomučno obrće oko sebe takva uzdignuća narušavaju tkanje prostor-vremena u tolikoj meri da se stvaraju – gravitacioni talasi.

Prvi ih predvideo Albert Ajnštajn najaviši da su to prekidi (ili poremećaji) koji izbijaju iz tkanja prostor-vremena, putujući gotovo brzinom svetlosti i rastežući svaki atom na svojem putu. I tako nastaju zakrivljenja iz kojih materija nije u stanju da umakne.

Minulih godina u kosmos su poslate letelice sa meračima koji bi trebalo da izmere gravitacione talasa, ali su oni i dalje neuhvatljivi. Možda će najnoviji proračuni Čarlsa Horovica i Kaia Kadaua pomoći da, najzad, budu zabeleženi, jer dotično istraživanje pokazuje da neutronske zvezde izračuju stotinama puta više energije u gravitacionim talasima nešto što se pretpostavljalo.

Je li to prečica koja će ih dovesti do konačnog odgovora?