Multiwavelength Astronomy

alkuräjähdysteorian mukaan maailmankaikkeuden ensimmäisen sekunnin aikana kaikki aine hajosi aliatomisiksi hiukkasiksi. Vahva ydinvoima veti positiivisesti ja negatiivisesti varautuneita kvarkkeja yhteen muodostaen positiivisesti varautuneita protoneja ja neutraalisti varautuneita neutroneja. Voimakas ydinvoima sitoo myös atomien ytimissä olevia protoneja ja neutroneja. Heikko ydinvoima mahdollisti monimutkaisten atomien muodostumisen ydinfuusion kautta. Jos voimakkaita ja heikkoja ydinvoimia ei olisi, tähtiä, galakseja ja planeettoja ei olisi koskaan muodostunut.

vahva ydinvoima: kaksi positiivista varausta hylkii toisiaan sähkömagneettisen voiman vuoksi, joten vahva ydinvoima elää nimensä mukaisesti voittamalla samalla tavalla varautuneiden hiukkasten välisen voimakkaan vastenmielisyyden, joka esiintyy samanaikaisesti atomien ytimessä. Kun atomin protoneja ja neutroneja sitova vahva ydinvoima rikkoutuu, prosessissa vapautuu äärimmäisen korkeaenergisiä fotoneja.

heikko ydinvoima: Heikko ydinvoima voi muuttaa neutronin protoniksi prosessissa, jota kutsutaan ydinhajoamiseksi. Kun heikko ydinvoima muuttaa neutraalisti varautuneen neutronin positiivisesti varautuneeksi protoniksi, aliatomiset hiukkaset vapautuvat lähelle valonnopeutta.

kun atomien ytimet iskeytyvät yhteen tai hajoavat, ne usein muuttavat massaansa prosessissa. Tämä voitto tai menetys massa vastaa menetys tai voitto energiaa, samoin. Vahvat ja heikot ydinvoimat mahdollistavat fission ja fuusioenergian avulla ydinaseiden tuhoisan voiman sekä tähtien ytimen energiantuotannon.

Suurienergiset röntgen-ja gammasäteilyastronomit tutkivat säteilyä, joka syntyy atomien ytimissä hajoavasta voimakkaasta ja heikosta ydinvoimasta. Sähkömagneettinen voima hylkii protoneja toisistaan, mutta äärimmäiset suurenergiset tapahtumat, kuten supernovaräjähdykset ja sulautuvat mustat aukot, voivat pakottaa protonit iskemään yhteen ja vapauttamaan suurienergiaisen fotonin, joten on tärkeää tutkia suurienergiaista säteilyä ymmärtääksemme, miten tähdet syntyvät, miten ne toimivat ajan myötä ja miten ne muuttuvat neutronitähdiksi ja mustiksi aukoiksi.