Mnogo nevjerojatnih stvari događa se u svemiru, uuslijed čega se pojavljuju nove zvijezde, stare nestaju i stvaraju se crne rupe. Jedna od veličanstvenih i tajanstvenih pojava je gravitacijski kolaps koji završava evoluciju zvijezda.
Zvjezdana evolucija je ciklus promjenakoju je zvijezda pregazila tijekom razdoblja svog postojanja (milijuni ili milijarde godina). Kad se vodik u njemu završi i pretvori u helij, nastaje helijeva jezgra, a sam svemirski objekt počinje se pretvarati u crvenog diva - zvijezdu kasnih spektralnih tipova koja ima visoku sjaj. Njihova masa može biti 70 puta veća od mase Sunca. Vrlo svijetli supergiganti nazivaju se hipergiganima. Uz visoku svjetlinu, odlikuje ih i kratko razdoblje postojanja.
Suština kolapsa
Taj se fenomen smatra krajnjom točkom evolucije.zvijezde teške više od tri Sunčeve mase (težina sunca). Ova se vrijednost koristi u astronomiji i fizici za određivanje težine ostalih kozmičkih tijela. Do kolapsa dolazi kada gravitacijske sile prisiljavaju ogromna kozmička tijela velike mase da se vrlo brzo sruše.
Zvijezde teške više od tri Sunčeve mase imajudovoljno materijala za dulje termonuklearne reakcije. Kad tvar završi, termonuklearna reakcija prestaje, a zvijezde prestaju biti mehanički stabilne. To dovodi do činjenice da se počinju komprimirati prema središtu nadzvučnom brzinom.
Neutronske zvijezde
Kad se zvijezde sruše, to stvara unutarnji pritisak. Ako raste s dovoljno snage da zaustavi gravitacijsko stezanje, tada se pojavljuje neutronska zvijezda.
Takvo kozmičko tijelo ima jednostavnostruktura. Zvijezda se sastoji od jezgre koja je prekrivena korom, a ona je pak formirana od elektrona i jezgri atoma. Njegova debljina je oko 1 km i relativno je tanka u usporedbi s drugim tijelima koja se nalaze u svemiru.
Težina neutronskih zvijezda jednaka je težini Sunca.Razlika je u tome što je njihov radijus mali - ne više od 20 km. Unutar njih atomske jezgre međusobno djeluju, stvarajući tako nuklearnu tvar. Pritisak s njegove strane sprječava daljnju kontrakciju neutronske zvijezde. Ova vrsta zvijezde ima vrlo veliku brzinu rotacije. Sposobni su izvesti stotine okretaja u jednoj sekundi. Proces rođenja započinje eksplozijom supernove koja se dogodi tijekom gravitacijskog kolapsa zvijezde.
Supernove
Eksplozija supernove je fenomenoštra promjena sjaja zvijezde. Dalje, zvijezda počinje polako i postupno nestajati. Tako završava posljednja faza gravitacijskog kolapsa. Čitava kataklizma popraćena je oslobađanjem velike količine energije.
Treba napomenuti da stanovnici Zemlje mogu vidjetiovaj je fenomen samo ex post facto. Svjetlost doseže naš planet dugo nakon izbijanja. To je uzrokovalo poteškoće u određivanju prirode supernova.
Hlađenje neutronske zvijezde
Nakon završetka gravitacijskog sabijanja, uuslijed čega je nastala neutronska zvijezda, temperatura joj je vrlo visoka (mnogo viša od temperature Sunca). Zvijezda se hladi zbog hlađenja neutrina.
U roku od nekoliko minuta, njihova temperatura možespustiti 100 puta. Sljedećih stotinu godina - 10 puta više. Nakon što se sjaj zvijezde smanji, njezin se proces hlađenja znatno usporava.
Oppenheimer-Volkova granica
S jedne strane, prikazuje se ovaj indikatornajveća moguća težina neutronske zvijezde pri kojoj se gravitacija nadoknađuje neutronskim plinom. To sprječava da gravitacijski kolaps završi pojavom crne rupe. S druge strane, takozvana Oppenheimer-Volkova granica istodobno je donji prag težine crne rupe koja je nastala tijekom evolucije zvijezda.
Zbog niza netočnosti teško je točno odreditivrijednost ovog parametra. Međutim, pretpostavlja se da je u rasponu od 2,5 do 3 Sunčeve mase. Trenutno znanstvenici tvrde da je najteža neutronska zvijezda J0348 + 0432. Njegova težina je više od dvije solarne mase. Najlakša crna rupa teži 5-10 solarnih masa. Astrofizičari tvrde da su ti podaci eksperimentalni i da se tiču samo trenutno poznatih neutronskih zvijezda i crnih rupa te sugeriraju mogućnost postojanja masivnijih.
Crne rupe
Crna rupa jedna je od najnevjerojatnijihpojave koje se javljaju u svemiru. Predstavlja područje prostora-vremena u kojem gravitacijsko privlačenje ne dopušta da bilo koji objekt izađe iz njega. Čak i tijela koja se mogu kretati brzinom svjetlosti (uključujući i same kvante svjetlosti) ne mogu je napustiti. Do 1967. godine crne rupe nazivali su se „smrznutim zvijezdama“, „kolapsarima“ i „srušenim zvijezdama“.
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 prodrijeti.
Uz gravitacijski kolaps, razlogStvaranje crne rupe može biti kolaps u središtu galaksije ili protogalaktičko oko. Također postoji teorija da su se crne rupe pojavile kao rezultat Velikog praska, poput našeg planeta. Znanstvenici ih nazivaju primarnima.
U našoj Galaksiji postoji jedna crna rupa, koja,prema astrofizičarima nastao je uslijed gravitacijskog kolapsa supermasivnih objekata. Znanstvenici tvrde da ove rupe čine jezgre mnogih galaksija.
Astronomi Sjedinjenih Američkih Državasugeriraju da se veličina velikih crnih rupa može značajno podcijeniti. Njihove se pretpostavke temelje 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 Sunčevih masa, odnosno više od dva puta manje.
Sinteza crnih rupa
Postoji teorija da se ti predmeti mogu pojaviti kao rezultat nuklearnih reakcija. Znanstvenici su ih nazvali kvantno crnim darovima. Njihov minimalni promjer je 10-18 m, a najmanja masa je 10-5 g.
Za sintezu mikroskopskih crnih rupa bio jeizgrađen je Veliki hadronski sudarač. Pretpostavljalo se da će uz njezinu pomoć biti moguće ne samo sintetizirati crnu rupu, već i simulirati Veliki prasak, što će omogućiti ponovno stvaranje procesa stvaranja mnogih svemirskih objekata, uključujući planet Zemlju. Međutim, eksperiment je propao jer nije bilo dovoljno energije za stvaranje crnih rupa.
