علی پزشکی

طی بررسی های اخیر دانشمندان دریافته اند که در مرکز یک ستاره نوترونی بی اندازه چگال ممکن است نوترون ها آنچنان فشرده شوند که ساختارشان در هم بشکند و ماده به دریایی از کوارک های آزاد، گلئون ها و الکترون ها تبدیل شود.

بیشتر ماده ای که ما در عالم می شناسیم مانند ستاره ها، سحابی ها، سیارات، غبارهای میان ستاره ای و... از سه ذره پرتون، نوترون و الکترون ساخته شده اند. تا مدتها گمان بر این بود که این ذره ها، ذرات بنیادی عالم هستند و نمی توان آنها را به اجزای کوچکتری تقسیم کرد. این باور هنوز در مورد الکترون وجود دارد، اما تبدیل پروتون و نوترون به یکدیگر در برخی واکنش های هسته ای و آزمایش های پیشرفته تری که در شتاب دهنده های ذرات بنیادی انجام شده، نشان داده است که آنها از ذرات سازنده کوچکتری به نام « کوارک » ساخته شده اند. تاکنون شش نوع کوارک شناخته شده است. پروتون ها از دو کوارک Down و یک کوارک Up ساخته می شوند و دو کوارک Up و یک کوارک Down نوترون را می سازند. برای نگه داشتن کوارک ها کنار یکدیگر چسب مخصوصی لازم است! این وظیفه به عهده ذرات دیگری است که « گلئون » نام دارند.

در حالت طبیعی نمی توان کوارک ها را به صورت آزاد و منفرد یا در مجموعه هایی غیر از این دو حالت یافت، اما اگر چگالی و فشار آن قدر زیاد باشد که ساختار پروتون ها و نوترون ها در هم بشکند شاید ماده جدیدی خلق شود که دیگر ساختار شناخته شده قبلی را ندارد. دیگر نمی توان از ذره یا ذرات به صورت مشخص نام برد؛ چراکه ماده به دریای یکپارچه ای از کوارک ها، گلئون ها و الکترون ها تبدیل شده است. چگالی این ماده از چگالی هسته اتم ها که شامل پروتون ها و نوترون های مجزاست، بسیار بیشتر است و خاصیت های آن نیز با خواص ماده معمولی بسیار متفاوت خواهد بود. دانشمندان این ماده جدید را « ماده کوارکی » یا « ماده شگفت » نامیده اند.

برای تفکیک ستاره نوترونی از ستاره کوارکی اخترشناسان نیاز دارند که نسبت جرم به شعاع ستاره مورد نظر را بدانند. به دست آوردن جرم ساده تر است؛ به ویژه برای ستاره های نوترونی ای که در مجموعه ای دوتایی قرار دارند، زیرا دوره تناوب آنها به جرم و فاصله دو همدم از یکدیگر بستگی دارد. طبق مشاهدات صورت گرفته، قطر ستارهای کوارکی حدود 10 تا 11 کیلومتر تخمین زده می شود. این مقدار را مقایسه کنید با اندازه یک ستاره نوترونی متوسط به قطر 20 تا 30 کیلومتر! 

ماده شگفت ممکن است پایدارترین شکل ممکن ماده باشد. تاکنون این عنوان به هسته اتم آهن اطلاق می شد که نقطه پایانی واکنش های هسته ای در مرکز ستاره های سنگین و پرجرم است. اگر چنین باشد، پس از ساخته شدن ماده شگفت، برای نگهداری آن به همین اندازه شکل فشرده نیازی به گرانش نخواهد بود. برخی نظریه پردازان معتقدند این ماده بسیار چگال می تواند هر شکل دیگری از ماده را که با آن برخورد کند درهم بشکند و تبدیل به ماده شگفت کند. اما جای نگرانی نیست، چراکه حتی اگر این اتفاق بیفتد، سرعت انجام آن بسیار کم است. با این اوصاف، تصور کنید که کمی ماده شگفت روی زمین یا خورشید بریزد. چه اتفاقی خواهد افتاد؟ ماده شگفت به سرعت به سمت مرکز می رود و در همان جا باقی می ماند، بدون اینکه آسیبی به محیط اطراف وارد کند.