Ve vesmíru se děje spousta úžasných věcí, v jejichž důsledku se objevují nové hvězdy, staré mizí a tvoří se černé díry. Jedním z velkolepých a tajemných jevů je gravitační kolaps, který ukončuje vývoj hvězd.
Vývoj hvězd je cyklus změn, kterými hvězda prochází během své existence (miliony nebo miliardy let). Když vodík v něm skončí a změní se na helium, vznikne heliové jádro a samotný vesmírný objekt se začne měnit v červeného obra – hvězdu pozdních spektrálních tříd, která má vysokou svítivost. Jejich hmotnost může být 70krát větší než hmotnost Slunce. Velmi bystří veleobri se nazývají hypergianti. Kromě vysokého jasu se vyznačují krátkou dobou existence.
Esence kolapsu
Tento jev je považován za konečný bod evoluce hvězd, jejichž hmotnost je větší než tři hmotnosti Slunce (váha Slunce). Tato hodnota se používá v astronomii a fyzice k určení hmotnosti jiných vesmírných těles. Ke kolapsu dochází, když gravitační síly způsobí, že se obrovská vesmírná tělesa s velkou hmotností velmi rychle zhroutí.
Hvězdy vážící více než tři hmotnosti Sluncedostatek materiálu pro dlouhodobé termonukleární reakce. Když látka skončí, zastaví se i termonukleární reakce a hvězdy přestanou být mechanicky stabilní. To vede k tomu, že se začnou zmenšovat směrem ke středu nadzvukovou rychlostí.
Neutronové hvězdy
Když se hvězdy smršťují, způsobuje to nárůst vnitřního tlaku. Pokud zesílí natolik, že zastaví gravitační kontrakci, objeví se neutronová hvězda.
Takové vesmírné tělo má jednoduchou strukturu. Hvězda se skládá z jádra, které je pokryto kůrou, a to je zase tvořeno elektrony a atomovými jádry. Tloušťka asi 1 km je relativně tenká ve srovnání s jinými tělesy nalezenými ve vesmíru.
Hmotnost neutronových hvězd se rovná váze Slunce. Rozdíl mezi nimi je v tom, že jejich poloměr je malý - ne více než 20 km. Uvnitř nich dochází k vzájemné interakci atomových jader, čímž vzniká jaderná hmota. Právě tlak z její strany nedovoluje neutronové hvězdě se dále zmenšovat. Tento typ hvězdy má velmi vysokou rychlost rotace. Jsou schopny udělat stovky otáček za jednu sekundu. Proces zrození začíná výbuchem supernovy, ke kterému dochází během gravitačního kolapsu hvězdy.
Supernovae
Výbuch supernovy je jev prudké změny jasnosti hvězdy. Poté hvězda začne pomalu a postupně mizet. Tím končí poslední fáze gravitacekolaps. Celé kataklyzma je doprovázeno uvolněním velkého množství energie.
Je třeba poznamenat, že obyvatelé Země mohou tento jev vidět až dodatečně. Světlo dopadá na naši planetu dlouho poté, co došlo k propuknutí. To způsobilo potíže při určování povahy supernov.
Chlazení neutronových hvězd
Po skončení gravitační kontrakce, která vytvořila neutronovou hvězdu, je její teplota velmi vysoká (mnohem vyšší než teplota Slunce). Hvězda se ochlazuje kvůli ochlazování neutrin.
Během několika minut může jejich teplota klesnout 100krát. Během příštích sto let - dalších 10krát. Poté, co se svítivost hvězdy sníží, proces jejího ochlazování se výrazně zpomalí.
Oppenheimer-Volkov limit
Na jedné straně tento indikátor zobrazuje maximální možnou hmotnost neutronové hvězdy, při které je gravitace kompenzována neutronovým plynem. Tím se zabrání tomu, aby gravitační kolaps neskončil černou dírou. Na druhou stranu, tzv. Oppenheimer-Volkovova mez je také spodní hranicí hmotnosti černé díry, která vznikla během hvězdného vývoje.
Vzhledem k řadě nepřesností je obtížné určit přesnou hodnotu tohoto parametru. Předpokládá se však, že se pohybuje v rozmezí 2,5 až 3 hmotností Slunce. V současné době vědci tvrdí, že nejtěžší neutronová hvězdaje J0348+0432. Jeho hmotnost je více než dvě hmotnosti Slunce. Hmotnost nejlehčí černé díry je 5-10 hmotností Slunce. Astrofyzici tvrdí, že tato data jsou experimentální a týkají se pouze aktuálně známých neutronových hvězd a černých děr a naznačují možnost existence masivnějších.
Černé díry
Černá díra je jedním z nejúžasnějších jevů, které lze ve vesmíru nalézt. Je to oblast časoprostoru, kde gravitační přitažlivost nedovolí žádným předmětům z ní uniknout. Dokonce ani tělesa, která se mohou pohybovat rychlostí světla (včetně kvant světla samotného), ho nejsou schopna opustit. Do roku 1967 se černé díry nazývaly „zmrzlé hvězdy“, „kolapsy“a „zhroucené hvězdy“.
Černá díra má opak. Říká se tomu bílá díra. Jak víte, z černé díry se nelze dostat. Pokud jde o bílé, nelze je proniknout.
Kromě gravitačního kolapsu může být důvodem vzniku černé díry kolaps ve středu galaxie nebo protogalaktického oka. Existuje také teorie, že černé díry se objevily v důsledku velkého třesku, jako naše planeta. Vědci jim říkají primární.
V naší Galaxii je jedna černá díra, která podle astrofyziků vznikla v důsledku gravitačního kolapsu supermasivních objektů. Vědci tvrdí, že takové díry tvoří jádro mnoha galaxií.
Astronomové ve Spojených státech naznačují, že velikost velkých černých děr může být výrazně podhodnocena. Jejich předpoklady jsou založeny na skutečnosti, že aby hvězdy dosáhly rychlosti, s jakou se pohybují galaxií M87, která se nachází 50 milionů světelných let od naší planety, musí být hmotnost černé díry ve středu galaxie M87 nejméně 6,5 miliardy slunečních hmot. V současné době se obecně uznává, že hmotnost největší černé díry je 3 miliardy slunečních hmot, tedy více než polovina.
Syntéza černých děr
Existuje teorie, že tyto objekty se mohou objevit jako výsledek jaderných reakcí. Vědci jim dali název kvantové černé dary. Jejich minimální průměr je 10-18 m a nejmenší hmotnost je 10-5 g.
Velký hadronový urychlovač byl postaven za účelem syntézy mikroskopických černých děr. Předpokládalo se, že s jeho pomocí by bylo možné nejen syntetizovat černou díru, ale také simulovat Velký třesk, což by umožnilo znovu vytvořit proces formování mnoha vesmírných objektů, včetně planety Země. Experiment však selhal, protože nebylo dostatek energie k vytvoření černých děr.
