نیروی ریسمان کیهانی گرانشی (Gravitational Cosmic String Force)، در فیزیک (Physics)
انواع نیروها (Force)، در فیزیک (Physics) را در آموزش زیر شرح دادیم :
نیروی ریسمان کیهانی گرانشی (Gravitational Cosmic String Force) :
نیروی ریسمان کیهانی گرانشی به میدان گرانشی بسیار قوی و منحصربه فرد اطراف ریسمان های کیهانی (Cosmic Strings) اشاره دارد. ریسمان های کیهانی اجرام فرضی یک بعدی با چگالی انرژی خطی فوق العاده بالا (
\[ \mu \approx 10^{22} \, g/cm \]) هستند که در جهان اولیه شکل گرفته اند.
گرانش اطراف یک ریسمان کیهانی مستقیم و بی نهایت بلند بسیار عجیب است. فضا-زمان اطراف آن صاف است، اما دارای یک نقص مخروطی (Conical Defect) است. به این معنا که زاویه دور یک دایره کامل به جای
\[ 2\pi \]رادیان، برابر
\[ 2\pi - 8\pi G\mu \]رادیان است. این بدان معناست که اگر دو ذره موازی در دو طرف ریسمان حرکت کنند، پس از عبور از کنار آن، مسیرشان به هم نزدیک می شود.
نیروی گرانشی وارد بر یک ذره با جرم
\[ m \]در فاصله
\[ r \]از یک ریسمان کیهانی به صورت زیر است:
\[ F_{cosmic-string} = \frac{4G\mu m}{r} \cdot f(\theta) \]که در آن
\[ f(\theta) \]تابعی از زاویه ذره نسبت به ریسمان است. این نیرو با
\[ 1/r \]کاهش می یابد (نه
\[ 1/r^2 \])، بنابراین در فواصل زیاد بسیار قوی تر از گرانش معمولی است.
ریسمان های کیهانی همچنین می توانند نوسان کنند و امواج گرانشی (Gravitational Waves) گسیل کنند. اگر دو ریسمان کیهانی با یکدیگر برخورد کنند، می توانند یک حلقه بسته (Loop) تشکیل دهند که تحت نیروی کشش خود منقبض شده و در نهایت ناپدید می شود. این حلقه ها کاندیدهای مناسبی برای تولید امواج گرانشی قابل مشاهده توسط آشکارسازهایی مانند LIGO و Virgo هستند.
