Pestrou rodinku hypotetických hvězd rozšířily strunové topologické solitony  
Američtí fyzici simulovali topologické solitony ve vesmíru, jako první astrofyzikálně relevantní objekty, které jsou těsně spojené s teoriemi strun. Vypadají jako černé díry, ale při detailním pohledu se liší, například tím, že nemají horizont událostí. Až čas ukáže, nakolik je to životaschopný koncept.
Simulace topologických solitonů. Kredit: Heidmann et al. (2023), Phys. Rev. D.
Simulace topologických solitonů. Kredit: Heidmann et al. (2023), Phys. Rev. D.

Vypadá to jako černá díra. Ohýbá to světlo jako černá díra. Ale ve skutečnosti je to nový typ hypotetické hvězdy, který na fyziky nedávno vykoukl z rovnic a simulací. Jako by záhad ve vesmíru nebylo dost. Nedávný výzkum odborníků americké Johns Hopkins University stvořil nové objekty, které vědce překvapily.

 

Pierre Heidmann. Kredit: P. Heidmann.
Pierre Heidmann. Kredit: P. Heidmann.

Jak přiznává vedoucí výzkumu Pierre Heidmann, docela je to šokovalo. Tyhle objekty vypadají, tedy hypoteticky, jako gravitační chřtán černé díry. Mělo by z nich ale přicházet záření, protože nemají klasický černoděrový horizont událostí. Badatele inspirovalo první pozorování gravitačních vln v roce 2015, související s černými dírami. Rozhodli se prozkoumat možnost existence objektů, kterou budou vytvářet podobné gravitační efekty, ale přitom nepůjde o černé díry.

 

Logo. Kredit: Johns Hopkins University.
Logo. Kredit: Johns Hopkins University.

Tým Johnse Hopkinse v rámci svého výzkumu simuloval objekty, kterým říkají topologické solitony. To je bohužel poměrně nešťastný pojem, pod nímž si různá odvětví vědy představují různé věci. Jde o různé typy topologických defektů, od poruch v krystalech až po skyrmiony v kvantové teorii pole a fluxony v supravodičích.

 

Když tedy badatelé simulovali astrofyzikální topologické solitony, ukázalo se, že ohýbají časoprostor prakticky stejně jako černé díry, ale na rozdíl od nich může z topologických solitonů unikat záření. Jak říká Heidmann, topologické solitony tohoto typu ohýbají paprsky záření, ale nepohlcují ho. Pozorovatel by neviděl temnotu gravitačního jícnu, ale rozostřenou změť čehosi, kterou by vytvářelo záření, zběsile obíhající kolem tohoto objektu.

 

Mohou takové topologické solitony existovat? Prozatím těžko říct. Jde sice o první simulace astrofyzikálně relevantních objektů, které jsou těsně spjaté s teoriemi strun, ale zároveň je to hendikep, který topologické solitony tíží. Teorie strun totiž v dnešní době čelí velkému rozčarování a odvrací se od nich řada dřívějších zastánců. Schválně, kdy jste naposledy slyšeli o teoriích strun?

 

Sami autoři studie ostatně přiznávají, že jejich topologické solitony vlastně nejsou predikce hvězdných objektů, ale spíš začátek výzkumného programu, který by měl k takovým predikcím teprve časem dospět.

 

Video: Pierre Heidmann | Schwarzschild-like Topological Solitons in Gravity

 

Literatura

John Hopkins University 20. 4. 2023.

Physical Review D online 7. 3. 2023.

Datum: 23.04.2023
Tisk článku

Související články:

Vytváří temná hmota ve vesmíru temné a chladné Boseho hvězdy?     Autor: Stanislav Mihulka (25.10.2018)
Vznikly primordiální černé díry jako supermasivní gravitina?     Autor: Stanislav Mihulka (10.01.2021)
Drobná neutronová hvězda by mohla být exotickou „podivnou hvězdou“     Autor: Stanislav Mihulka (27.10.2022)



Diskuze:

Repetálek Kuzma,2023-04-26 04:24:00

Podle největší strunařů na světě je 10 na 27. možných interpretací strunové teorie, myslím, že je to dost velké číslo aby se tam vešel kdo chce a s čím chce.

Odpovědět


Re:

Jirka Naxera,2023-04-26 19:57:28

Pridejte. Slavny KKLT naznacoval alespon 10^500 https://en.wikipedia.org/wiki/String_theory_landscape#Compactified_Calabi%E2%80%93Yau_manifolds
Nejake omezeni tam bylo, ale 10^27 mi pripada dost malo, tusim jsem slysel nekde hrube kolem 10^100.
A to jsou jen CY kompaktifikace, pokud se nepletu, tak sveho casu se uvazovaly i ne-Kahlerovske manifoldy, coz pocet jeste zvetsuje.

Odpovědět


Re: Re:

Repetálek Kuzma,2023-04-26 21:10:07

Podolský citoval strunaře z nějaké konference ve videu na Lion tv, 1/2h jsem to hledal, ale nenašel, mají v tom hrozný bordel, kdyby ty videa roztřídili aspoň podle přednášejících.

Odpovědět


Re: Re: Re:

Jirka Naxera,2023-04-26 22:37:27

Ono navic strunari nejsou kompaktni skupina, treba Gordon Kane a Nima Arkani-Hamed jsou dost rozdilni.
Kdybyste narazil na nejaky review kompaktifikaci z poslednich let, ktery neni ciste popularni, ale je porad jeste prekousatelny bez skutecne znalosti teorie, dejte prosim odkaz.

Odpovědět

?

Vladimír Bzdušek,2023-04-24 10:15:40

Dostali sa ku mne vyjadenia časticových fyzikov v zmysle, že nemajú do čoho pichnúť.
Žiadne nové experimenty s hmatateľnými výsledkami, takže im zrejme ostáva iba takáto
"neviem ako to pomenovať". Začína sa to blížiť-plížiť rátaniu anjelov na špičke ihly, či?

Odpovědět


Re: ?

Vít Prokop,2023-04-24 11:32:03

Mohl by pan Bzdušek jmenovat ony fyziky? :) Nebo je i tento Váš příspěvek tak jako vždy...

Odpovědět


Re: Re: ?

Vladimír Bzdušek,2023-04-24 12:08:33

Mne to povedal dostatočne kvalifikovaný kvantový fyzik, a ten to má od svojich kolegov - časticových fyzikov. Pokúsim sa zistiť konkrétne mená.

Odpovědět


Re: Re: ?

Vladimír Bzdušek,2023-04-24 12:41:41

Takže prvotnú informáciu o neutešenom stave v časticovej fyzike mám ústne od
https://www.physik.uzh.ch/en/groups/neupert/team/bzdusek.html
Ten hyperbolický dodatok o anjeloch etc. je už moja autorská licencia.
Nemôžem za to, že niekedy hovorím tak ako mi zobák narástol. Sorry.

Odpovědět


Re: Re: ?

Jirka Naxera,2023-04-24 19:53:03

Musim se pana Bzdouska zastat, on ve skutecnosti castecne pravdu ma, i kdyz nevi o tom proc.
Ale coz, tak pujdu s kuzi na trh ja, pak me muzete rozdupat.

1.Rozhodne neni pravda, ze nemaji casticovi exprimentatori co delat. Jakekoli slozitejsi jevy (vazane stavy alias "nove kompozitni castice" cekaji na objevy/mereni. Viz treba pentakvarky. Pak ruzne exoticke stavy hmoty, treba kolem s a b kvarku. Jeste vice prace je v slozitejsich dejich - vlastnosti qg plasmatu, vyzkum atomovych jader...

2.I na poli vysokoenergetickych castic je co delat, zpresnovat mereni castic znamych.

Co patrne meli na mysli fyzikove, o kterych p. Bzdousek mluvil, je fundamentalni fyzika, a to je realny problem.
LHC neobjevil nic noveho (castici, silu, ...), a neobjevil ani zadnou podstatnou odchylku od toho, co uz zname desetileti. Proste Standardni model sedi prilis presne.
Zadna supersymetrie, zadne axiony, zadne jine BSM castice, zadna podstatna odchylka, ktera by naznacovala, ze na dosazitelnych energiich ceka nejaky vyznamny objev.
Ten problem je v tom, ze LHC pracuje nekde kolem 14TeV. Postavit urychlovac s vyssi energii (uvazovalo se nekde kolem 100TeV) je nesmirne drahe, a neexistuje zadny vedecky duvod, proc neco tak draheho delat a nevyuzit ony penize jinde. Ten problem je nasledujici - energie LHC je 10^4 GeV. Nic nenaznacuje, ze nekde blizko toho neco je. Co vime, ze nova fyzika musi existovat nekde pred Planckovou skalou, coz je ale ale 10^19GeV, neboli je tady 15 radu energie, kde treba nemusi byt vubec nic. A pripadny budouci urychlovac by zvladnul sotva horko tezko jeden rad.

Odpovědět


Re: Re: Re: ?

Vladimír Bzdušek,2023-04-24 20:09:40

Takže vďaka, presne ste to pomenoval ... Ono sa ťažko v takomto príspevku popíše celý rozhovor pri dlhej ceste autom... Navyše ja nie som fyzik, tobôž časticový. Tak som iba po svojom interpretoval hlavný zmysel. A stalo sa to vlastne kvôli tomu, že niekedy ma iritujú priveľmi fantaskné hypotetické konštrukcie.

Odpovědět

Struny

Daniel Slovák,2023-04-23 20:36:33

Výborná téma, tie struny. Ako je to s nimi dnes ? Pamätám sa že pred 15 rokmi som čítal knihy Briana Greena, struny boli všade, českému internetu v tejto téme vládol Luboš Motl,ktorý o tom napísal kvantá článkov a bambilión diskusných príspevkov, pamätám si dokonca na jeden článok o tom že Edward Witten a Petr Hořava dostanú Nobelovú cenu...no a potom to nejako utíchlo, len raz za čas Martin Schnabl urobí verejnú prednášku...takže ako ? Ktoré veľké otázky boli vyriešené ?

Odpovědět


Re: Struny

Jirka Naxera,2023-04-24 01:51:50

Tak teorii strun se vede dobre, jen uz to neni o superstrunach a unifikaci, ale o vyuziti objevene matematiky z teorie vsude mozne.
Pokud se pokusim to napsat nestranne, tak vysledek stringovych valek je ten, ze divaci i rozhodcich sli davno domu a vetsina hracu presla na zajimavejsi hry, zatimco zbyvajici hraci vsech stran hledaji, kam zaletel mic.

Ne vazne, nic moc. Kosmologicka konstanta ma spatne znamenko, krome landscape je tu navic problem se swamplandem, pokud se nemylim zadna nasem Vesmiru podobna kompaktifikace neni znama, stavovy prostor kompaktifikaci je tak obrovsky, ze ani s vyuzitim veskere hmoty Vesmiru na pocitac by patrne neslo rozumne studovat dynamiku, neperturbativni formulace M teorie pokud vim take neexistuje, na LHC zadna supersymetrie. Mozna nic z toho neni neprekonatelne, ale pokud uz je nas vesmir superstringovy, nejspis to potrva jeste desitky let. Coz ale pro konkurencni teorie plati naprosto stejne.

Na stranu druhou, do tehle pesimisticke atmosfery, vsimam si ale pokroku z jineho smeru - lide kolem CS, zejmena kolem kvantovych pocitacu se zacali plest stringarum do zeli, a nektere vysledky vypadaji hodne zajimave, byt v trochu jinem smeru. Jestli mate dostatek kafe, tak ho uvarte poradny skopek a kouknete sem https://scottaaronson.blog/?p=6599 . Ale varoval jsem Vas. :)

Odpovědět


Re: Struny

Gábor Vlkolinský,2023-04-24 05:15:00

Len sebakritika - prednášky pána Schnabla som sa pokúšal sledovať, ale absolútne som sa nechytal. Neviem či som na tom rovnako ako priemer populácie, alebo som beznádejne pod priemer.

Odpovědět


Re: Re: Struny

Jirka Naxera,2023-04-24 19:59:08

Ony stringy jsou opravdu hodne narocne na obrovsky objem background informaci. Doufam ze se mi jednou podari prokousat alespon uplne zaklady, ale zatim to nevypada.
Docela hezka popularni vec, ktera popisuje i zakladni principy stringu, zkuste https://www.amazon.com/Shape-Inner-Space-Shing-Tung-Yau/dp/0465028373

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Zásady ochrany osobních údajů webu osel.cz