Vo vesmíre sa deje veľa úžasných vecí, v dôsledku ktorých vznikajú nové hviezdy, staré miznú a vznikajú čierne diery. Jedným z veľkolepých a záhadných javov je gravitačný kolaps, ktorý ukončí vývoj hviezd.
Vývoj hviezd je cyklus zmien, ktorými hviezda prechádza počas svojej existencie (milióny alebo miliardy rokov). Keď vodík v ňom skončí a zmení sa na hélium, vytvorí sa héliové jadro a samotné vesmírne teleso sa začne meniť na červeného obra – hviezdu neskorých spektrálnych tried, ktorá má vysokú svietivosť. Ich hmotnosť môže byť 70-krát väčšia ako hmotnosť Slnka. Veľmi jasné supergianty sa nazývajú hyperobri. Okrem vysokého jasu sa vyznačujú krátkou dobou existencie.
Podstata kolapsu
Tento jav sa považuje za konečný bod evolúcie hviezd, ktorých hmotnosť je väčšia ako tri hmotnosti Slnka (váha Slnka). Táto hodnota sa používa v astronómii a fyzike na určenie hmotnosti iných vesmírnych telies. Kolaps nastane, keď gravitačné sily spôsobia veľmi rýchly kolaps obrovských kozmických telies s veľkými hmotnosťami.
Hviezdy vážiace viac ako tri hmotnosti Slnkadostatok materiálu pre dlhodobé termonukleárne reakcie. Keď látka skončí, zastaví sa aj termonukleárna reakcia a hviezdy prestanú byť mechanicky stabilné. To vedie k tomu, že sa začnú zmenšovať smerom k stredu nadzvukovou rýchlosťou.
Neutrónové hviezdy
Keď sa hviezdy zmršťujú, spôsobuje to nárast vnútorného tlaku. Ak zosilnie natoľko, že zastaví gravitačné sťahovanie, objaví sa neutrónová hviezda.
Takéto vesmírne telo má jednoduchú štruktúru. Hviezda pozostáva z jadra, ktoré je pokryté kôrou, a to je zase tvorené z elektrónov a atómových jadier. S hrúbkou asi 1 km je relatívne tenký v porovnaní s inými telesami nachádzajúcimi sa vo vesmíre.
Hmotnosť neutrónových hviezd sa rovná hmotnosti Slnka. Rozdiel medzi nimi je v tom, že ich polomer je malý - nie viac ako 20 km. V ich vnútri vzájomne interagujú atómové jadrá, čím vzniká jadrová hmota. Práve tlak z jej strany nedovoľuje neutrónovej hviezde sa ďalej zmenšovať. Tento typ hviezdy má veľmi vysokú rýchlosť rotácie. Sú schopné urobiť stovky otáčok za jednu sekundu. Proces zrodu začína výbuchom supernovy, ku ktorému dochádza počas gravitačného kolapsu hviezdy.
Supernovae
Výbuch supernovy je jav prudkej zmeny jasu hviezdy. Potom hviezda začne pomaly a postupne miznúť. Tým sa končí posledná etapa gravitáciekolaps. Celú kataklizmu sprevádza uvoľnenie veľkého množstva energie.
Treba poznamenať, že obyvatelia Zeme môžu tento jav vidieť až dodatočne. Svetlo sa na našu planétu dostane dlho po tom, ako došlo k prepuknutiu. To spôsobilo ťažkosti pri určovaní povahy supernov.
Chladenie neutrónovou hviezdou
Po skončení gravitačnej kontrakcie, ktorá vytvorila neutrónovú hviezdu, je jej teplota veľmi vysoká (oveľa vyššia ako teplota Slnka). Hviezda sa ochladzuje v dôsledku ochladzovania neutrín.
V priebehu niekoľkých minút môže ich teplota 100-krát klesnúť. Počas nasledujúcich sto rokov - ďalších 10 krát. Po znížení svietivosti hviezdy sa proces jej ochladzovania výrazne spomalí.
Oppenheimer-Volkov limit
Na jednej strane tento indikátor zobrazuje maximálnu možnú hmotnosť neutrónovej hviezdy, pri ktorej je gravitácia kompenzovaná neutrónovým plynom. To bráni tomu, aby gravitačný kolaps neskončil v čiernej diere. Na druhej strane, takzvaná Oppenheimer-Volkovova hranica je zároveň spodnou hranicou hmotnosti čiernej diery, ktorá vznikla počas hviezdneho vývoja.
Vzhľadom na množstvo nepresností je ťažké určiť presnú hodnotu tohto parametra. Predpokladá sa však, že sa pohybuje v rozmedzí 2,5 až 3 hmotnosti Slnka. V súčasnosti vedci tvrdia, že najťažšia neutrónová hviezdaje J0348+0432. Jeho hmotnosť je viac ako dve hmotnosti Slnka. Hmotnosť najľahšej čiernej diery je 5-10 hmotností Slnka. Astrofyzici tvrdia, že tieto údaje sú experimentálne a týkajú sa iba v súčasnosti známych neutrónových hviezd a čiernych dier a naznačujú možnosť existencie masívnejších hviezd.
Čierne diery
Čierna diera je jedným z najúžasnejších javov, ktoré možno nájsť vo vesmíre. Je to oblasť časopriestoru, z ktorej gravitačná sila neumožňuje uniknúť žiadnym predmetom. Dokonca ani telesá, ktoré sa môžu pohybovať rýchlosťou svetla (vrátane kvánt samotného svetla), nie sú schopné ho opustiť. Do roku 1967 sa čierne diery nazývali „zamrznuté hviezdy“, „zrútené hviezdy“a „zrútené hviezdy“.
Čierna diera má opak. Nazýva sa to biela diera. Ako viete, z čiernej diery sa nedá dostať. Čo sa týka bielych, tie sa nedajú preniknúť.
Príčinou vzniku čiernej diery môže byť okrem gravitačného kolapsu aj kolaps v strede galaxie alebo protogalaktického oka. Existuje aj teória, že čierne diery sa objavili v dôsledku Veľkého tresku, podobne ako naša planéta. Vedci ich nazývajú primárne.
V našej Galaxii je jedna čierna diera, ktorá podľa astrofyzikov vznikla v dôsledku gravitačného kolapsu supermasívnych objektov. Vedci tvrdia, že takéto diery tvoria jadro mnohých galaxií.
Astronómovia v Spojených štátoch naznačujú, že veľkosť veľkých čiernych dier môže byť výrazne podhodnotená. Ich predpoklady sú založené na skutočnosti, že na to, aby hviezdy dosiahli rýchlosť, akou sa pohybujú galaxiou M87, ktorá sa nachádza 50 miliónov svetelných rokov od našej planéty, musí byť hmotnosť čiernej diery v strede galaxie M87 najmenej 6,5 miliardy slnečných hmôt. V súčasnosti sa všeobecne uznáva, že hmotnosť najväčšej čiernej diery je 3 miliardy slnečných hmôt, teda viac ako polovica.
Syntéza čiernych dier
Existuje teória, že tieto objekty sa môžu objaviť ako výsledok jadrových reakcií. Vedci im dali názov kvantové čierne dary. Ich minimálny priemer je 10-18 m a najmenšia hmotnosť je 10-5 g.
Veľký hadrónový urýchľovač bol postavený na syntézu mikroskopických čiernych dier. Predpokladalo sa, že s jeho pomocou by bolo možné nielen syntetizovať čiernu dieru, ale aj simulovať Veľký tresk, čo by umožnilo obnoviť proces formovania mnohých vesmírnych objektov vrátane planéty Zem. Experiment však zlyhal, pretože nebolo dostatok energie na vytvorenie čiernych dier.
