چیزهای شگفت انگیز زیادی در فضا اتفاق می افتد، در نتیجه ستاره های جدید ظاهر می شوند، ستاره های قدیمی ناپدید می شوند و سیاهچاله ها تشکیل می شوند. یکی از پدیده‌های باشکوه و اسرارآمیز، فروپاشی گرانشی است که به تکامل ستارگان پایان می‌دهد.
تکامل ستاره چرخه ای از تغییرات است که یک ستاره در طول وجود خود (میلیون ها یا میلیاردها سال) طی می کند. هنگامی که هیدروژن موجود در آن به پایان می رسد و به هلیوم تبدیل می شود، یک هسته هلیوم تشکیل می شود و خود جسم فضایی شروع به تبدیل شدن به یک غول سرخ می کند - ستاره ای از کلاس های طیفی متأخر که درخشندگی بالایی دارد. جرم آنها می تواند 70 برابر جرم خورشید باشد. ابرغول های بسیار درخشان، ابرغول نامیده می شوند. آنها علاوه بر روشنایی بالا، با مدت کوتاهی از وجودشان متمایز می شوند.
جوهر فروپاشی
این پدیده را نقطه پایانی تکامل ستارگانی می دانند که وزن آنها بیش از سه جرم خورشیدی (وزن خورشید) است. این مقدار در نجوم و فیزیک برای تعیین وزن دیگر اجرام فضایی استفاده می شود. فروپاشی زمانی اتفاق می‌افتد که نیروهای گرانشی باعث شوند اجرام کیهانی عظیم با جرم‌های بزرگ خیلی سریع فرو بریزند.
ستاره هایی با وزن بیش از سه جرم خورشیدی دارندمواد کافی برای واکنش های حرارتی طولانی مدت. هنگامی که ماده به پایان می رسد، واکنش گرما هسته ای نیز متوقف می شود و ستاره ها از نظر مکانیکی پایدار نمی مانند. این منجر به این واقعیت می شود که آنها با سرعت مافوق صوت شروع به کوچک شدن به سمت مرکز می کنند.
ستارگان نوترونی
وقتی ستاره ها منقبض می شوند، باعث ایجاد فشار درونی می شود. اگر آنقدر قوی شود که انقباض گرانشی را متوقف کند، یک ستاره نوترونی ظاهر می شود.
چنین جسم کیهانی ساختار ساده ای دارد. یک ستاره از یک هسته تشکیل شده است که توسط یک پوسته پوشانده شده است و به نوبه خود از الکترون ها و هسته های اتمی تشکیل شده است. با ضخامت حدود 1 کیلومتر، در مقایسه با دیگر اجسام یافت شده در فضا، نسبتاً نازک است.
وزن ستارگان نوترونی برابر با وزن خورشید است. تفاوت بین آنها این است که شعاع آنها کوچک است - بیش از 20 کیلومتر نیست. درون آنها، هسته های اتم با یکدیگر برهم کنش می کنند و در نتیجه ماده هسته ای را تشکیل می دهند. این فشار از سمت آن است که اجازه نمی دهد ستاره نوترونی بیشتر منقبض شود. این نوع ستاره سرعت چرخش بسیار بالایی دارد. آنها قادرند صدها انقلاب را در یک ثانیه انجام دهند. فرآیند تولد از یک انفجار ابرنواختری شروع می شود، که در طی فروپاشی گرانشی یک ستاره رخ می دهد.
Supernovae
انفجار ابرنواختر پدیده ای است که در آن تغییر شدید در روشنایی یک ستاره رخ می دهد. سپس ستاره به آرامی شروع به محو شدن می کند و به تدریج محو می شود. بدین ترتیب آخرین مرحله گرانشی به پایان می رسدسقوط - فروپاشی. کل این فاجعه با آزاد شدن مقدار زیادی انرژی همراه است.
لازم به ذکر است که ساکنان زمین تنها پس از واقعیت می توانند این پدیده را ببینند. نور مدتها پس از شیوع بیماری به سیاره ما می رسد. این امر باعث ایجاد مشکلاتی در تعیین ماهیت ابرنواخترها شد.
خنک کردن ستاره نوترونی
پس از پایان انقباض گرانشی که ستاره نوترونی را تشکیل داد، دمای آن بسیار بالاست (بسیار بالاتر از دمای خورشید). ستاره به دلیل خنک شدن نوترینو در حال خنک شدن است.
در عرض چند دقیقه، دمای آنها می تواند 100 برابر کاهش یابد. در طول صد سال آینده - 10 بار دیگر. پس از کاهش درخشندگی یک ستاره، روند سرد شدن آن به طور قابل توجهی کند می شود.
محدودیت اوپنهایمر-ولکوف
از یک سو، این نشانگر حداکثر وزن ممکن یک ستاره نوترونی را نشان می دهد که در آن گرانش با گاز نوترونی جبران می شود. این مانع از پایان فروپاشی گرانشی به سیاهچاله می شود. از سوی دیگر، به اصطلاح حد اوپنهایمر-ولکوف نیز حد پایینی وزن سیاهچاله ای است که در طول تکامل ستاره ای شکل گرفته است.
به دلیل تعدادی نادرستی، تعیین مقدار دقیق این پارامتر دشوار است. با این حال، فرض می شود که در محدوده 2.5 تا 3 جرم خورشید باشد. در حال حاضر، دانشمندان ادعا می کنند که سنگین ترین ستاره نوترونی استJ0348+0432 است. وزن آن بیش از دو جرم خورشیدی است. وزن سبک ترین سیاهچاله 5-10 جرم خورشید است. اخترفیزیکدانان ادعا می کنند که این داده ها تجربی هستند و فقط مربوط به ستاره های نوترونی و سیاهچاله های شناخته شده در حال حاضر هستند و احتمال وجود ستاره های پرجرم تر را پیشنهاد می کنند.
سیاهچاله
سیاهچاله یکی از شگفت انگیزترین پدیده هایی است که می توان در فضا یافت. این منطقه ای از فضا-زمان است که کشش گرانشی اجازه نمی دهد هیچ جسمی از آن فرار کند. حتی اجسامی که می توانند با سرعت نور حرکت کنند (از جمله کوانتوم های خود نور) قادر به ترک آن نیستند. تا سال 1967، سیاهچاله‌ها «ستاره‌های منجمد»، «فروپاش‌کننده» و «ستاره‌های فروریخته» نامیده می‌شدند.
یک سیاهچاله مخالفی دارد. به آن سفید چاله می گویند. همانطور که می دانید خارج شدن از سیاهچاله غیرممکن است. در مورد سفیدها، نمی توان به آنها نفوذ کرد.
علاوه بر فروپاشی گرانشی، فروپاشی مرکز کهکشان یا چشم پیش کهکشانی می تواند دلیل تشکیل سیاهچاله باشد. همچنین یک نظریه وجود دارد که سیاهچاله ها مانند سیاره ما در نتیجه انفجار بزرگ ظاهر شدند. دانشمندان آنها را اولیه می نامند.
یک سیاهچاله در کهکشان ما وجود دارد که به گفته اخترفیزیکدانان، این سیاهچاله در اثر فروپاشی گرانشی اجرام پرجرم ایجاد شده است. دانشمندان ادعا می کنند که چنین سوراخ هایی هسته بسیاری از کهکشان ها را تشکیل می دهند.
ستاره شناسان در ایالات متحده پیشنهاد می کنند که اندازه سیاهچاله های بزرگ ممکن است به طور قابل توجهی دست کم گرفته شود. فرضیات آنها بر این واقعیت استوار است که برای اینکه ستارگان به سرعت حرکت خود در کهکشان M87، واقع در 50 میلیون سال نوری از سیاره ما برسند، جرم سیاهچاله در مرکز کهکشان M87 باید باشد. حداقل 6.5 میلیارد جرم خورشیدی. در حال حاضر، به طور کلی پذیرفته شده است که وزن بزرگترین سیاهچاله 3 میلیارد جرم خورشیدی است، یعنی بیش از نیمی از آن.
سنتز سیاهچاله
نظریه ای وجود دارد که این اجسام می توانند در نتیجه واکنش های هسته ای ظاهر شوند. دانشمندان نام هدایای سیاه کوانتومی را به آنها داده اند. حداقل قطر آنها 10-18 متر و کوچکترین جرم آنها 10-5 g. است.
برخورد دهنده بزرگ هادرون برای سنتز سیاهچاله های میکروسکوپی ساخته شده است. فرض بر این بود که با کمک آن نه تنها می توان یک سیاهچاله را سنتز کرد، بلکه می توان انفجار بزرگ را نیز شبیه سازی کرد، که امکان بازسازی روند شکل گیری بسیاری از اجرام فضایی، از جمله سیاره زمین را فراهم می کرد. با این حال، آزمایش شکست خورد زیرا انرژی کافی برای ایجاد سیاهچاله وجود نداشت.
