Известен самый прочный материал во Вселенной

Когда речь заходи о прочности и твердости материала, наиболее часто упоминается высококачественная сталь, алмаз и графен, материал, обладающий целым рядом удивительных свойств. Однако, показатели упомянутых материалов являются поистине смехотворными по сравнению с аналогичными показателями экзотического материала, получившего название «ядерное тесто», который формируется под воздействием сверхвысокого давления, присутствующего в недрах нейтронных звезд. Естественно, что прямое изучение нейтронных звезд сейчас невозможно в силу ряда понятных причин, а свойства «ядерного теста» были изучены учеными при помощи компьютерного моделирования.

Когда звезды определенных размеров и массы исчерпывают запасы заключенного в них ядерного топлива, они завершают свой жизненный цикл взрывами сверхновых, сбрасывая внешние слои в окружающее пространство и оставляя после себя только самую плотную часть ядра. Плотность материи этих остатков, нейтронных звезд, столь высока, что в сфере, диаметром от 10 до 20 километров, заключена масса, иногда превышающая массу Солнца более чем в два раза. Такая невероятная плотность материи обуславливает возникновение огромных гравитационных сил и других эффектов, которые дают начало некоторым довольно странным явлениям.

Одной из таких странностей является возможность формирования «ядерного теста». Поскольку и так «плотно упакованные» нейтроны сжимаются еще больше под воздействием собственной гравитации нейтронной звезды, они упорядочиваются особым образом. И, согласно результатам недавних исследований, на различной глубине в недрах нейтронной звезды из нейтронов формируются различные типы экзотической материи, которые по структуре весьма напоминают различные виды теста, из которого на Земле изготавливается хлеб и различные кондитерские изделия. В верхних слоях нейтронной звезды в материале присутствуют крупные пузыри, которые похожи на пузыри обычного хлебного теста, но уже немного глубже эти пузыри вытягиваются в тонкие образования, которые ученые именуют как спагетти. А еще глубже нейтронный материал формируется в виде тонких слоев, мало чем отличаясь от листов, на основе которых готовится лазанья.Конечно, все вышесказанное является пока только предположениями. Но эти предположения имеют под собой основу расчетов сложнейших математических моделей, созданных учеными из университета Макгилла, университета Индианы и Калифорнийского технологического института. В этих моделях заложены все основные принципы молекулярной динамики, которые действуют на различной глубине нейтронных звезд, начиная от относительной холодной «коры», промежуточных слоев, состоящих из «ядерного теста», до ядра звезды, состоящего, предположительно, из кварково-глюонной плазмы.

На расчеты этих моделей, выполненных на одном из самых мощных суперкомпьютеров, было затрачено время, эквивалентное двум миллионам лет работы одного единственного процессора. Результаты расчетов показали, что невероятная плотность «ядерного теста» сделала этот материал более чем в 10 миллиардов раз прочнее стали. Это, в свою очередь, делает «ядерное тесто» самым прочным материалом во Вселенной.

Еще одним интересным аспектом проведенных исследований является то, что обнаруженная нестабильность «ядерного теста» позволяет этому материалу самому становиться источником гравитационных волн. В недалеком прошлом ученым уже удалось зарегистрировать гравитационные волны от мощнейших катаклизмов, таких, как слияние черных дыр и столкновение нейтронных звезд. Но в будущем, вероятно, им удастся зарегистрировать более слабые и более высокочастотные гравитационные волны, источником которых являются отдельно взятые нейтронные звезды. Источник