초우주 전이 모델 및 중성자성 항성 안정화 시나리오

초우주 전이 모델에 대한 제안.

부드러운 시나리오 :

중성자성 항성의 임계점에 가까운 상태가 동반성 항성 근처에 있다고 가정하자. 이 동반성 항성은 물질(별풍)을 이 항성에 전달한다. 임계 조건이 달성되면, 항성 중심에 작은 초토로이드 다리가 형성되어 과도한 물질을 이중 공간으로 빠르게 배출한다. 이 전이된 물질은 마치 질량이 반전된 것처럼 행동한다(반전된 시간 표지자 접힘 F*에서 이동하기 때문, 14절 참조). 중성자성 항성이 이 물질을 밀어내고, 이 물질은 이중 접힘으로 빠르게 우주 공간으로 방출된다. 이 과정은 항성 중심의 밀도와 압력이 충분히 낮아질 때 다리가 닫히면서 중성자성 항성의 안정성을 보장할 것이다. 이 현상은 중력파와 감마선 방출(감마 폭발)을 동반할 수 있다.

경직된 시나리오 :

중성자성 항성 쌍이 존재한다. 중력파 방출로 인한 에너지 손실로 인해 이들의 회전이 지속적으로 느려지며, 결국 융합해야 한다는 것이 입증되었다. 두 중성자성 항성의 급격한 융합은 수학적 의미에서의 재난이 될 것이다. 시스템 (115)과 (116)의 완전한 비정상적 해를 구축하면 이러한 과정을 설명할 수 있다. 이하 내용은 추측이다.
전체적인 물질 전이가 발생하면, 다음과 같은 구성이 나타난다:
(126)

S = - c T* (127)
S* = c T*

그러나 이 과정은 사전에 역전 가능하므로, 전이된 중성자성 항성은 임계 상태가 될 것이다. 한 가지 가능성은 거의 완전한 물질이 이중 공간으로 전이되는 것이다. 과정이 끝나면 초토로이드 다리가 닫히고, 새로운 균형 상태가 형성되며, 이는 다음과 같은 형태가 된다:
(128)
S = - c (T - T*)
(129)
S* = c ( T* - T )

볼드체 글자의 크기는 텐서 항의 상대적 중요도를 나타낸다. 작은 T는 우리 접힘에 남아 있는 잔여 물질을 나타낸다.

이러한 모습은 어떻게 보일까?

이 잔여 물질은 이중 공간에 위치한 전이된 중성자성 항성에 의해 거리에서 유지된다(자기 자신을 끌어당기지만, 질량이 반전되어 잔여 물질을 밀어낸다). 뉴턴의 법칙(뉴턴 근사)에 따라:

물질은 물질을 끌어당긴다.
이중 물질(전이된 물질)은 이중 물질을 끌어당긴다.
물질과 이중 물질은 서로 밀어낸다(« 반뉴턴의 법칙 »).

우리 접힘에서 잔여 물질은 방사 과정을 통해 냉각된다. 근처에 에너지 원천이 없다면, 온도는 우주 배경 온도(3K)에 가까워진다. 이는 냉각된 가스로 이루어진 공극 구조를 형성하고, 이 구조는 보이지 않는 반발 물체를 둘러싸고 있다. 그림 17 참조

그림 17: 중성자성 항성의 대부분의 물질이 초우주로 전이되는 그림.
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이 아이디어가 타당하다면, 이러한 냉각된 물체는 우리 은하에서 관측 가능할 것이다. 최근 발견된 일부 프로플라이드(Proplyds)가 냉각된 가스로 구성되어 있다면, 이는 이러한 잔여 구조와 일치할 수 있다. 물론, 뜨거운 별 근처에 위치한다면 그 온도는 그렇게 낮지 않을 것이다. 일부 사람들은 프로플라이드가 젊은 별이나 형성 중인 행성계라고 생각한다. 이는 단지 제안일 뿐이다.

중성자성 항성 내의 임계성.

구형 대칭 중성자성 항성(조금 비현실적인 모델)은 일반적으로 내부 슈바르츠실트 기하학으로 설명되며, 이는 잘 알려진 메트릭스와 같다:
130)

안정 조건은:
(131)

우리는 두 가지 특성 길이를 가진다. 왼쪽: 슈바르츠실트 반경. 오른쪽: 내부 해법과 관련된 특성 반경. rn은 일정 밀도를 가진 중성자성 항성의 반경으로 간주된다. 이 항성이 임계에 가까워질 때, 이는 그림 18과 같다.

그림 18: 임계에 가까워지는 중성자성 항성.
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참조 [1]의 14장 "중력 수축과 항성 구조에서 상대성의 역할"에서 14.1절에는 TOV 방정식(Tolman-Oppeinheimer-Volkov 모델)이 제시된다. 이는 다음과 같을 때:
(132)

중성자성 항성의 중심에서 압력이 무한대가 된다. 이 임계 반경은:

이는 약간 낮은 값이며(임계 질량도 더 작음: 2.5가 아닌 2개의 태양 질량).

이 압력의 증가는 임계성의 첫 번째 징후임을 보여준다.

...그림 19는 TOV 모델에 따라 중성자성 항성 내부의 압력 변화를 보여준다. 외부 반경의 다양한 값에서 임계에 도달할 때까지 압력이 어떻게 변화하는지 보여준다. 중성자성 항성의 임계 질량이 2개의 태양 질량에 가까울 때, 압력은 무한대에 도달한다.

그림 19: TOV 모델에 따른 중성자성 항성 내부의 압력. 외부 반경의 다양한 값에 따른 압력.
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이후 곡선은 여전히 정상 상태 TOV 방정식에 기반하여, 올바른 모델로 간주할 수 없다. 그러나 약간의 반경 증가로 인해 중성자성 항성 내부에서 (p = 무한대) 구가 얼마나 빠르게 성장할 수 있는지 나타내는 것처럼 보인다.

그림 20: 정상 상태 TOV 방정식에 따라 계산된 내부 압력.
기본적으로 잘못된 이 그림은 질량이 약간 증가할 때, 특이점(p = 무한대)이 얼마나 빠르게 성장할 수 있는지 보여준다.
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초토로이드 전이의 교육용 모델.

참조 [16]에서, 우리가 있는 접힘(우리 접힘)에 일정 밀도의 구가 존재하고, 외부는 진공이며, 이중 공간의 인접 부분도 진공일 때, 두 접힘의 기하학을 설명하는 결합된 메트릭스 해( **g , g )를 제시하였다. 이 해에서 지역적 스칼라 곡률이 다음과 같이 공액되어 있음을 입증하였다:
(133)
R = - R

공간이 비어 있는 질량의 (대략적인) 모델은 둔한 원뿔(이 표면의 지오데식을 따르는 입자들이 있다고 가정)이다(웹사이트 참조). 이 원뿔의 둔한 부분은 곡률 밀도가 일정한 구의 일부이다. 나머지 부분은 곡률 밀도가 0인 유클리드 표면인 원뿔의 일부이다.