Registrado: 12 Oct 2007 Mensajes: 78 Ubicaci髇: Elche
Publicado: 26 Feb 2008 14:50Asunto: Estrellas de bosones
Hace ya unos cuantos a帽os le铆 no me acuerdo en que revista, la posible existencia de estrellas compuestas de bosones. 驴Sabe alguien algo sobre esta teor铆a o posible existencia?
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Creo que la clave de la cuesti贸n para entender estrellas de bosones es el principio de exclusi贸n de Pauli y el concepto asociado de presi贸n de degeneraci贸n.
Como quiz谩s sabes, el principio de exclusi贸n de Pauli significa que dos fermiones no pueden estar en el mismo estado. El mismo estado significa mismos n煤meros cu谩nticos y misma posici贸n. Es por ello por lo que dos electrones en el mismo orbital at贸mico, de los cuales existe cierta probabilidad de que est茅n en el mismo punto espacial, no pueden tener el mismo esp铆n.
Relacionado con esto est谩 en concepto de presi贸n de degeneraci贸n. Si uno tiene un gas de fermiones, por ejemplo electrones, y lo comprime, aparece una presi贸n dada por el principio de incertidumbre de Heisenberg. Este principio dice que dx dp > h, es decir, que la indeterminaci贸n simultanea del momento y la posici贸n ("d" para delta) ha de ser siempre mayor que la constante de Planck. Siendo dp positivo, esto hace que a mayor confinamiento en la posici贸n la indeterminaci贸n en el momento lineal de los fermiones es cada vez mayor, y con ello su momento lineal medio aumente.
En las estrellas enanas blancas la presi贸n de degeneraci贸n de un gas de electrones es lo que las mantiene estables frente al colapso gravitatorio. Si la masa es mayor y el colapso m谩s fuerte, los electrones acaban por ser confinados tanto que el principio de Pauli ya no puede cumplirse. Como este principio es extremadamente fundamental, la soluci贸n de la naturaleza a esta situaci贸n es convertir el gas de electrones en otra cosa, uni茅ndolos a los protones para dar lugar a neutrones.
Los neutrones, a su vez, tambi茅n son fermiones y el principio de exclusi贸n de Pauli se cumple para ellos. Otra vez, si la masa y el colapso gravitatorio son sufici茅ntemente fuertes, los neutrones acabar谩n por estar tan confinados que deber谩n convertirse en otra cosa a costa de mantener la validez del principio de exclusi贸n de Pauli. El siguiente paso aqu铆 es que, debido a las alt铆simas presiones, los quarks que componen a los neutrones pueden quedar libres (la interacci贸n nuclear fuerte disminuye con la energ铆a), dando lugar a una estrella de quarks.
En principio nada impide te贸ricamente que la gravitaci贸n sea aun m谩s fuerte todav铆a. El siguiente paso, a falta de part铆culas m谩s fundamentales o posibles transformaciones m谩s energ茅ticas de los quarks, es ya la formaci贸n de un agujero negro en el cual la noci贸n de fermi贸n carece de sentido. En general, en el agujero negro las leyes f铆sicas conocidas hoy no son v谩lidas.
Ahora imagina la misma situaci贸n pero con bosones. Para ellos el principio de exclusi贸n de Pauli no es v谩lido. Dos bosones pueden estar perf茅ctamente en el mismo estado. Si la gravitaci贸n de un gas de bosones es muy fuerte, 茅stos adquirir谩n una presi贸n debido al principio de incertidumbre la cual podr谩 contrarrestar a la gravitaci贸n. Si la gravitaci贸n aumenta, los bosones adquirir谩n mayor presi贸n debido al principio de incertidumbre. En principio, la presi贸n que pueden adquirir es arbitrariamente grande. A diferencia de los fermiones, los bosones mantienen su identidad y todo se reduce a un equilibrio entre colapso y principio de incertidumbre.
El radio de una estrella as铆 ser谩 no obstante extremadamente peque帽o, de ah铆 la dificultad de diferenciarlas observacionalmente de los agujeros negros. Por otro lado, hay que notar que, al igual que los agujeros negros, las estrellas de neutrones tendr谩n discos de acreci贸n de material interestelar. Estando compuesto este por fermiones, es de esperar que la estrella de bosones trague masa fermi贸nica, la cual empezar谩 a ser dominante tarde o temprano, y acabe convertida tambi茅n en un agujero negro.
La f铆sica de las estrellas de bosones es muy compleja y esto mencionado aqu铆 es s贸lo una noci贸n intuitiva. Lo que me consta a m铆 es que la objecci贸n de la acreci贸n de material fermi贸nico es bastante fuerte, y hace que la hip贸tesis quede algo de lado como alternativa a los agujeros negros centrales de galaxias.
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