Στην αστροφυσική και την πυρηνική φυσική , τα πυρηνικά ζυμαρικά είναι ένας θεωρητικός τύπος εκφυλισμένης ύλης που θεωρείται ότι υπάρχει μέσα στην κρούστα των αστέρων νετρονίων. Μεταξύ της επιφάνειας ενός άστρου νετρονίων και το πλάσμα κουάρκ-γκλουονίων στον πυρήνα του, σε πυκνότητα 10 14 g / cm 3 , η πυρηνική έλξη και η άπωση Coulomb δυνάμεις είναι παρόμοιου μεγέθους. Ο ανταγωνισμός μεταξύ των δυνάμεων οδηγεί στον σχηματισμό μιας ποικιλίας σύνθετων δομών φτιαγμένων από νετρόνια και πρωτόνια . Οι αστροφυσικοί καλούν αυτούς τους τύπους των δομών πυρηνικά ζυμαρικά επειδή η γεωμετρία των δομών μοιάζει με διάφορα είδη ζυμαρικών.
Η ισχυρότερη ουσία του σύμπαντος σχηματίζεται από τα υπολείμματα ενός νεκρού αστέρα. Σύμφωνα με προσομοιώσεις, τα πρωτόνια και τα νετρόνια στο συρρικνωμένο φλοιό ενός αστεριού μπορούν να υποβληθούν σε τέτοια βαρυτική πίεση, η οποία τους συμπιέζει σε “λουριά” που μοιάζουν με linguini – αλλά μόνο αν τους εφαρμόζατε 10 δισεκατομμύρια φορές τη δύναμη που χρειαζόταν για να σπάσει ο χάλυβας .
Η παρουσία ενός μικρού πληθυσμού πρωτονίων είναι απαραίτητη για το σχηματισμό πυρηνικών ζυμαρικών. Η πυρηνική έλξη μεταξύ πρωτονίων και νετρονίων είναι μεγαλύτερη από την πυρηνική έλξη δύο πρωτονίων ή δύο νετρονίων. Παρόμοια με τον τρόπο που τα νετρόνια δρουν για να σταθεροποιήσουν τους βαριούς πυρήνες των συμβατικών ατόμων, έναντι της ηλεκτρικής απωθήσεως των πρωτονίων, τα πρωτόνια δρουν για να σταθεροποιήσουν τις φάσεις ζυμαρικών. Ο ανταγωνισμός μεταξύ της ηλεκτρικής άπωσης των πρωτονίων, της ελκυστικής δύναμης μεταξύ των πυρήνων και της πίεσης σε διαφορετικά βάθη στο αστέρι οδηγεί στον σχηματισμό των πυρηνικών ζυμαρικών.
Ενώ τα πυρηνικά ζυμαρικά δεν έχουν παρατηρηθεί σε ένα αστέρι νετρονίων, θεωρούνται θεωρητικά ότι υπάρχουν φάσεις στο εσωτερικό φλοιό των αστέρων νετρονίων, που σχηματίζουν μια περιοχή μετάβασης μεταξύ της συμβατικής ύλης στην επιφάνεια και της πολύ πυκνής ύλης στον πυρήνα. Προς την κορυφή αυτής της περιοχής μετάβασης, η πίεση είναι αρκετά μεγάλη ώστε οι συμβατικοί πυρήνες να συμπυκνωθούν σε πολύ πιο μαζικές ημισφαιρικές συλλογές. Αυτοί οι σχηματισμοί θα ήταν ασταθείς έξω από το αστέρι, λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς τους σε νετρόνια και του μεγέθους τους, που μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ δεκάδων και εκατοντάδων νουκλεονίων. Αυτή η ημισφαιρική φάση είναι γνωστή ως φάση nnocchi .
Πώς να μαγειρέψετε “πυρηνικά ζυμαρικά” σε τρία εύκολα βήματα
1. Βράστε ένα μεγάλο, πεθαμένο αστέρι μέχρι να φτάσει στη σουπερνόβα και να εκραγεί. (Θα μπορούσε να χρειαστεί ένα δισεκατομμύριο χρόνια, οπότε να είστε υπομονετικοί.) 2. Ανακινήστε έντονα τα υπόλοιπα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια μέσα στον συρρικνωμένο πυρήνα του αστεριού μέχρι να συγχωνευθούν σε μια σούπα από υπερπυκνα νετρόνια. Εφαρμόστε όσο το δυνατόν μεγαλύτερη βαρύτητα. 3. Βάλτε τη σούπα νετρονίων σε μια αεροστεγή σφαίρα μεγέθους μικρής πόλης. Καλύψτε την με μια κρυσταλλική κρούστα σε 600.000 βαθμούς Κελσίου. Voila! Μόλις φτιάξατε ένα από τα πιο παράξενα παρασκευάσματα του κόσμου – τα πυρηνικά ζυμαρικά.
Για μερικά χρόνια, οι αστροφυσικοί είχαν πειστεί με την ιδέα ότι μια τέτοια ύλη σαν linguini μπορεί να κυματίζει γύρω από τα αστέρια νετρονίων – τα σχετικά μικρά, απίστευτα πυκνά αστέρια που σχηματίζονται μετά από την βαρυτική κατάρρευση μεγάλης μάζας άστρων.
Τα πυρηνικά ζυμαρικά φτιάχνουν μεγάλα υπολείμματα (μπορεί να είναι σχεδόν η μοναδική ύλη που μπορεί να επιβιώσει σε ένα αστέρι μετά από μια έκρηξη σουπερνόβα). Αντίθετα με τα γήινα noodles, ωστόσο, τα πυρηνικά ζυμαρικά μπορεί να είναι η ισχυρότερη ουσία στο σύμπαν.
Σε μια μελέτη μια ομάδα ερευνητών διενήργησε μια σειρά προσομοιώσεων σε υπολογιστές για να ελέγξει τη δύναμη των πυρηνικών αυτών “ζυμαρικών”, βασισμένοι σε όλα όσα είναι γνωστά για τις συνθήκες του άστρου νετρονίων κάτω από τις οποίες σχηματίζεται. Η ομάδα διαπίστωσε ότι, για να σπάσει μια πλάκα από πυρηνικά noodles, θα μπορούσε να χρειαστεί περίπου 10 δισεκατομμύρια φορές τη δύναμη που απαιτείται για να θρυμματίσει ο χάλυβας.
Ένα μεγάλο μέρος της δύναμης των πυρηνικών ζυμαρικών πιθανότατα προέρχεται από την πυκνότητα του. Τα πυρηνικά ζυμαρικά πιστεύεται ότι υπάρχουν μόνο μέσα στα αστέρια νετρονίων, τα οποία σχηματίζονται όταν μεγάλα αστέρια (τουλάχιστον οκτώ φορές η μάζα του ήλιου μας ) καταρρέουν με τη δική τους βαρύτητα. Ως αποτέλεσμα, τα αστέρια νετρονίων πακετάρουν μια μάζα σαν του ήλιου (ή περισσότερη) σε ένα συμπαγές πυρήνα, περίπου, 20 χιλιομέτρων.
Για να υπάρχει κάτω από τέτοιες ακραίες συνθήκες ένα αστέρι νετρονίων γίνεται πολύ, πολύ βαρύτερο από ότι θα ήταν οποιοδήποτε σώμα στο σύμπαν.
Σύμφωνα με τη νέα έρευνα, τα πυρηνικά ζυμαρικά μπορεί να γίνουν τόσο ισχυρά και τόσο πυκνά πακεταρισμένα ώστε να μπορούν να σχηματίσουν μικρά “βουνά” που θα μπορούσαν να ανυψώσουν τον φλοιό ορισμένων άστρων νετρονίων. Καθώς αυτά τα αστέρια περιστρέφονται (και τα αστέρια νετρονίων μπορούν να περιστρέφονται πολύ γρήγορα), αυτά τα ανυψωμένα κομμάτια θα μπορούσαν θεωρητικά να δημιουργούν κυματισμούς στον περιβάλλοντα χωροχρόνο – επίσης γνωστά ως βαρυτικά κύματα .
Τα κύματα βαρύτητας εντοπίστηκαν όταν δύο αστέρια νετρονίων συγκρούστηκαν μεταξύ τους – αλλά εάν τα πυρηνικά ζυμαρικά έχουν να κάνουν με αυτό θα απαιτηθούν πολλές περαιτέρω μελέτες.
Αρχικά δημοσιεύθηκε στη Live Science .
