U svemiru se dešavaju mnoge nevjerovatne stvari, uslijed kojih se pojavljuju nove zvijezde, nestaju stare i stvaraju crne rupe. Jedan od veličanstvenih i misterioznih fenomena je gravitacijski kolaps koji završava evoluciju zvijezda.
Evolucija zvijezde je ciklus promjena kroz koje zvijezda prolazi tokom svog postojanja (milioni ili milijarde godina). Kada se vodonik u njemu završi i pretvori u helijum, formira se helijumsko jezgro, a sam svemirski objekat počinje da se pretvara u crvenog diva - zvijezdu kasnih spektralnih klasa, koja ima visoku svjetlost. Njihova masa može biti 70 puta veća od mase Sunca. Vrlo svijetli supergiganti nazivaju se hipergiganti. Osim visoke svjetline, odlikuje ih kratak period postojanja.
Suština kolapsa
Ovaj fenomen se smatra krajnjom tačkom evolucije zvijezda čija je težina veća od tri solarne mase (težina Sunca). Ova vrijednost se koristi u astronomiji i fizici za određivanje težine drugih svemirskih tijela. Kolaps se dešava kada gravitacione sile uzrokuju da se ogromna kosmička tela sa velikim masama vrlo brzo kolabiraju.
Zvijezde koje teže više od tri solarne mase imajudovoljno materijala za dugotrajne termonuklearne reakcije. Kada se tvar završi, termonuklearna reakcija također prestaje, a zvijezde prestaju biti mehanički stabilne. To dovodi do činjenice da se počinju smanjivati prema centru nadzvučnom brzinom.
Neutronske zvijezde
Kada se zvijezde skupljaju, to uzrokuje povećanje unutrašnjeg pritiska. Ako postane dovoljno jaka da zaustavi gravitacionu kontrakciju, tada se pojavljuje neutronska zvijezda.
Ovakvo kosmičko telo ima jednostavnu strukturu. Zvijezda se sastoji od jezgra, koje je prekriveno korom, a ono se zauzvrat formira od elektrona i atomskih jezgara. Debeo oko 1 km, relativno je tanak u poređenju sa drugim telima koja se nalaze 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, atomska jezgra međusobno djeluju, formirajući tako nuklearnu materiju. To je pritisak sa njene strane koji ne dozvoljava neutronskoj zvijezdi da se dalje smanji. Ova vrsta zvijezde ima vrlo veliku brzinu rotacije. Sposobni su napraviti stotine okretaja u jednoj sekundi. Proces rađanja počinje eksplozijom supernove, koja se dešava tokom gravitacionog kolapsa zvezde.
Supernove
Eksplozija supernove je fenomen nagle promjene sjaja zvijezde. Tada zvijezda počinje polako i postepeno nestajati. Tako se završava posljednja faza gravitacijekolaps. Cijela kataklizma je praćena oslobađanjem velike količine energije.
Treba napomenuti da stanovnici Zemlje mogu vidjeti ovaj fenomen tek naknadno. Svjetlost stiže do naše planete dugo nakon izbijanja epidemije. To je izazvalo poteškoće u određivanju prirode supernove.
Hlađenje neutronske zvijezde
Nakon završetka gravitacione kontrakcije koja je formirala neutronsku zvezdu, njena temperatura je veoma visoka (mnogo viša od temperature Sunca). Zvijezda se hladi zbog hlađenja neutrina.
U roku od nekoliko minuta njihova temperatura može pasti 100 puta. U narednih sto godina - još 10 puta. Nakon što se sjaj zvijezde smanji, proces njenog hlađenja se značajno usporava.
Oppenheimer-Volkov limit
S jedne strane, ovaj indikator prikazuje maksimalnu moguću težinu neutronske zvijezde, pri kojoj se gravitacija kompenzira neutronskim plinom. Ovo sprečava da gravitacioni kolaps završi u crnoj rupi. S druge strane, takozvana Oppenheimer-Volkov granica je takođe donja granica težine crne rupe koja je nastala tokom evolucije zvijezda.
Zbog niza nepreciznosti, teško je odrediti tačnu vrijednost ovog parametra. Međutim, pretpostavlja se da je u rasponu od 2,5 do 3 solarne mase. U ovom trenutku naučnici 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 najnevjerovatnijih fenomena koji se može naći u svemiru. To je oblast prostor-vremena u kojoj gravitaciona sila ne dozvoljava nijednom objektu da pobegne iz njega. Čak i tijela koja se mogu kretati brzinom svjetlosti (uključujući kvante same svjetlosti) nisu sposobna da je napuste. Do 1967. godine crne rupe su se zvale "zamrznute zvijezde", "kolapseri" i "kolapsirane zvijezde".
Crna rupa ima suprotnost. To se zove bijela rupa. Kao što znate, nemoguće je izaći iz crne rupe. Što se tiče bijelih, u njih se ne može probiti.
Pored gravitacionog kolapsa, kolaps u centru galaksije ili protogalaktičkom oku može biti razlog za formiranje crne rupe. Postoji i teorija da su se crne rupe pojavile kao rezultat Velikog praska, poput naše planete. Naučnici ih nazivaju primarnim.
U našoj galaksiji postoji jedna crna rupa, koja je, prema astrofizičarima, nastala usled gravitacionog kolapsa supermasivnih objekata. Naučnici tvrde da takve rupe čine jezgro mnogih galaksija.
Astronomi u Sjedinjenim Državama sugeriraju da bi veličina velikih crnih rupa mogla biti značajno potcijenjena. Njihove pretpostavke zasnivaju se na činjenici da da bi zvijezde postigle brzinu kojom se kreću kroz galaksiju M87, koja se nalazi 50 miliona svjetlosnih godina od naše planete, masa crne rupe u centru galaksije M87 mora biti najmanje 6,5 milijardi solarnih masa. Trenutno je opšte prihvaćeno da je težina najveće crne rupe 3 milijarde solarnih masa, odnosno više od pola manje.
Sinteza crne rupe
Postoji teorija da se ovi objekti mogu pojaviti kao rezultat nuklearnih reakcija. Naučnici su im dali naziv kvantni crni darovi. Njihov minimalni prečnik je 10-18 m, a najmanja masa je 10-5 g.
Veliki hadronski sudarač je napravljen da sintetiše 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 planetu Zemlju. Međutim, eksperiment nije uspio jer nije bilo dovoljno energije za stvaranje crnih rupa.
