Puno nevjerojatnih stvari događa se u svemiru, zbog čega se pojavljuju nove zvijezde, nestaju stare i nastaju crne rupe. Jedan od veličanstvenih i tajanstvenih fenomena je gravitacijski kolaps koji završava evoluciju zvijezda.
Evolucija zvijezde je ciklus promjena kroz koje zvijezda prolazi tijekom svog postojanja (milijuni ili milijarde godina). Kada vodik u njemu završi i pretvori se u helij, formira se helijeva jezgra, a sam svemirski objekt počinje se pretvarati u crvenog diva - zvijezdu kasnih spektralnih klasa, koja ima visoku svjetlinu. Njihova masa može biti 70 puta veća od mase Sunca. Vrlo svijetli superdivovi nazivaju se hipergiganti. Osim visoke svjetline, odlikuje ih kratko razdoblje postojanja.
Suština kolapsa
Ovaj fenomen se smatra krajnjom točkom evolucije zvijezda čija je težina veća od tri solarne mase (težina Sunca). Ova se vrijednost koristi u astronomiji i fizici za određivanje težine drugih svemirskih tijela. Kolaps se događa kada gravitacijske sile uzrokuju da se ogromna kozmička tijela s velikim masama vrlo brzo kolabiraju.
Zvijezde koje teže više od tri solarne mase imajudovoljno materijala za dugotrajne termonuklearne reakcije. Kada tvar završi, termonuklearna reakcija također prestaje, a zvijezde prestaju biti mehanički stabilne. To dovodi do činjenice da se počinju skupljati prema središtu nadzvučnom brzinom.
Neutronske zvijezde
Kada se zvijezde skupljaju, to uzrokuje povećanje unutarnjeg pritiska. Ako postane dovoljno jaka da zaustavi gravitacijsku kontrakciju, tada se pojavljuje neutronska zvijezda.
Takvo kozmičko tijelo ima jednostavnu strukturu. Zvijezda se sastoji od jezgre koja je prekrivena korom, a ona se zauzvrat formira od elektrona i atomskih jezgri. Debeo je oko 1 km, relativno je tanak u usporedbi s drugim tijelima pronađenim u svemiru.
Težina neutronskih zvijezda jednaka je težini Sunca. Razlika između njih je u tome što je njihov radijus mali - ne više od 20 km. Unutar njih, atomske jezgre međusobno djeluju, tvoreći tako nuklearnu tvar. To je pritisak s njegove strane koji ne dopušta da se neutronska zvijezda dodatno smanji. Ova vrsta zvijezde ima vrlo veliku brzinu rotacije. Sposobni su napraviti stotine okretaja u jednoj sekundi. Proces rođenja počinje eksplozijom supernove, koja se događa tijekom gravitacijskog kolapsa zvijezde.
Supernove
Eksplozija supernove je fenomen nagle promjene sjaja zvijezde. Tada zvijezda počinje polako i postupno nestajati. Tako završava posljednja faza gravitacijekolaps. Cijela kataklizma je popraćena oslobađanjem velike količine energije.
Treba napomenuti da stanovnici Zemlje mogu vidjeti ovaj fenomen tek naknadno. Svjetlost stiže do našeg planeta dugo nakon izbijanja epidemije. To je uzrokovalo poteškoće u određivanju prirode supernove.
Hlađenje neutronske zvijezde
Nakon završetka gravitacijske kontrakcije koja je formirala neutronsku zvijezdu, njena temperatura je vrlo visoka (mnogo viša od temperature Sunca). Zvijezda se hladi zbog hlađenja neutrina.
Unutar nekoliko minuta njihova temperatura može pasti 100 puta. Tijekom sljedećih sto godina - još 10 puta. Nakon što se sjaj zvijezde smanji, proces njenog hlađenja značajno se usporava.
Oppenheimer-Volkov limit
S jedne strane, ovaj indikator prikazuje najveću moguću težinu neutronske zvijezde, pri kojoj se gravitacija kompenzira neutronskim plinom. To sprječava da gravitacijski kolaps završi u crnoj rupi. S druge strane, takozvana Oppenheimer-Volkov granica također je donja granica težine crne rupe koja je nastala tijekom zvjezdane evolucije.
Zbog niza netočnosti, teško je odrediti točnu vrijednost ovog parametra. Međutim, pretpostavlja se da je u rasponu od 2,5 do 3 solarne mase. U ovom trenutku znanstvenici tvrde da je najteža neutronska zvijezdaje J0348+0432. Njegova težina je veća od dvije solarne mase. Težina najlakše crne rupe je 5-10 solarnih masa. Astrofizičari tvrde da su ovi podaci eksperimentalni i da se tiču samo trenutno poznatih neutronskih zvijezda i crnih rupa te sugeriraju mogućnost postojanja masivnijih.
Crne rupe
Crna rupa je jedan od najnevjerojatnijih fenomena koji se može naći u svemiru. To je područje prostor-vremena u kojem gravitacijska sila ne dopušta nijednom objektu da pobjegne iz njega. Čak i tijela koja se mogu kretati brzinom svjetlosti (uključujući kvante same svjetlosti) nisu sposobna napustiti je. Do 1967. crne rupe su nazivane "zamrznute zvijezde", "kolapseri" i "srušene zvijezde".
Crna rupa ima suprotnost. To se zove bijela rupa. Kao što znate, nemoguće je izaći iz crne rupe. Što se tiče bijelaca, u njih se ne može probiti.
Pored gravitacijskog kolapsa, kolaps u središtu galaksije ili protogalaktičkom oku može biti razlog za stvaranje crne rupe. Postoji i teorija da su se crne rupe pojavile kao rezultat Velikog praska, poput našeg planeta. Znanstvenici ih zovu primarni.
U našoj galaksiji postoji jedna crna rupa koja je, prema astrofizičarima, nastala uslijed gravitacijskog kolapsa supermasivnih objekata. Znanstvenici tvrde da takve rupe čine jezgru mnogih galaksija.
Astronomi u Sjedinjenim Državama sugeriraju da bi se veličina velikih crnih rupa mogla značajno podcijeniti. Njihove pretpostavke temelje se na činjenici da da bi zvijezde postigle brzinu kojom se kreću kroz galaksiju M87, koja se nalazi 50 milijuna svjetlosnih godina od našeg planeta, masa crne rupe u središtu galaksije M87 mora biti najmanje 6,5 milijardi solarnih masa. Trenutno je općeprihvaćeno da je težina najveće crne rupe 3 milijarde solarnih masa, odnosno više od pola manje.
Sinteza crne rupe
Postoji teorija da se ti objekti mogu pojaviti kao rezultat nuklearnih reakcija. Znanstvenici su im dali naziv kvantni crni darovi. Njihov minimalni promjer je 10-18 m, a najmanja masa je 10-5 g.
Veliki hadronski sudarač izgrađen je da sintetizira mikroskopske crne rupe. Pretpostavljalo se da bi uz njegovu pomoć bilo moguće ne samo sintetizirati crnu rupu, već i simulirati Veliki prasak, što bi omogućilo ponovno stvaranje procesa formiranja mnogih svemirskih objekata, uključujući planet Zemlju. Međutim, eksperiment nije uspio jer nije bilo dovoljno energije za stvaranje crnih rupa.
