Co je kolaps v astronomii. Kolaps těžkých hvězd: jak se objevují černé díry a jak je lze vidět

Hlavní složka zákrytové dvojhvězdy má absolutní vizuální velikost; bolometrická korekce odpovídající jeho spektru je asi tak, že: Slunce vyzařuje více energie než Slunce, 2,5121484 = 860 000krát, ale jeho hmotnost je 19krát větší než Slunce, a proto vyzařuje 45 000krát více na 1 g hmoty než slunce. Slunce má záření na 1 g hmoty. Podobným způsobem zjistíme, že složka B vizuální dvojhvězdy Kruger 60 vyzařuje 1 g hmoty 80krát méně než Slunce, tedy pro ni. Ještě méně specifické emise ze Sirius B - bílý trpaslík:. Mezitím se průměrná teplota T hvězdy mění u stejných hvězd (snad kromě bílého trpaslíka) nesrovnatelně méně (viz str. 196). Je těžké předem předpokládat, že ve všech třech případech je mechanismus generování energie stejný, ale pokud je již stejný, pak je zjevně velmi citlivý na změny fyzikálních podmínek uvnitř hvězdy, zejména na teplotu. . Z různých možných typů výroby energie ve hvězdách jsou významné dva:

a) gravitační komprese,

b) termonukleární procesy.

GRAVITAČNÍ KOMPRESE

Je-li řídká koule stlačena, pak její potenciální energie klesá [viz. (15,8)]; tento pokles vede ke zvýšení kinetické energie částic koule, tedy ke zvýšení teploty, když je koule plynová (viz (15.9)).

Vnitřní tepelná energie ideálního plynu, který dosáhl teploty, je rovna 1 g. Pro celou hvězdu to bude

Integrál je roven. Dosazením zde místo jeho výrazu z (15.9), ve kterém a přidáním z (15.8) výrazu pro potenciální energii, snadno získáme

Celková energie

Pro monatomický plyn, a tedy při zanedbání radiačního tlaku hvězdy (pro kterou), budeme mít

to znamená, že celková energie se rovná polovině potenciální energie a její změna je pouze polovinou změny potenciální energie.

Polytropní model, který je dostatečně široký v použitelnosti, má potenciální energii

Zde n je třída polytropie (at se energie stává kladnou, tj. koule má nekonečně velké rozměry) a pro konvektivní model

a pro standardní model

Rychlost změny energie by měla být zjevně ztotožněna se svítivostí hvězdy ve fázi komprese:

Jak je vidět z rovnosti (17.4). změny celkové energie, které srovnáme ve (17.8) svítivosti, jsou pouze polovinou změny potenciální energie hvězdy. Druhá polovina to jde zahřát.

Pokud dosadíme na pravou stranu (17.9) místo L záření Slunce a místo R hmotnost a poloměr Slunce, budeme mít

(17.10)

Formálně s odkazem na poslední výpočet můžeme říci, že pokud se předpokládá, že se Slunce smršťuje, pak při současných charakteristikách Slunce bude poloměr Slunce „stačit“ jen na roky k vyrovnání ztráty tepla záření. V podstatě musíme říci, že při gravitační kontrakci se Slunce během 25 milionů let výrazně změní. Geologická historie Země nás ale učí, že Slunce víceméně stále ozařuje Zemi po dobu asi 3 miliard let, a proto je udávaná časová škála asi 20 milionů let, takzvaná Kelvinova - Helmholtzova kontrakce. není vhodný pro vysvětlení moderního vývoje Slunce. Je to docela vhodné pro vývoj kondenzačních hvězd, protože se zahřívají při kontrakci, dokud se zahřívání nezvýší natolik, že se spustí termonukleární reakce.

Rychlý proces stlačování hmoty pod vlivem její vlastní přitažlivosti se nazývá (viz. Gravitace). Někdy je gravitační kolaps chápán jako neomezené stlačení hmoty do černé díry, popsané obecnou teorií relativity (relativistický kolaps).

Části jakéhokoli těla zažívají vzájemnou gravitační přitažlivost. Ve většině těles je však jeho hodnota nedostatečná, aby došlo ke kolapsu. Pro danou tělesnou hmotnost platí, že čím větší je jeho hustota, tím větší je vnitřní pole gravitační extenze, tzn. tím menší je jeho velikost. Aby bylo gravitační pole patrné, je nutné jej stlačit do kolosálních hustot. Aby tedy např. došlo ke gravitačnímu kolapsu Země, musí se její hustota zvýšit na 10 27 g / cm 3, tzn. bilionkrát větší jadernou hustotu. S nárůstem hmoty se však zvětšuje i vnitřní pole gravitační přitažlivosti a klesá hodnota hustoty dostatečná pro kolaps.

V tak hmotných objektech, jako jsou hvězdy, se role gravitační komprese stává rozhodující. Stejné síly způsobují kompresi plynových mračen při vzniku hvězd a galaxií. Tato komprese má povahu jakéhosi pádu částic plynu do středu formující se hvězdy nebo galaxie. V tomto smyslu mluví o gravitačním kolapsu protohvězd a protogalaxií.

Existence hvězd je spojena se vzájemnou přitažlivostí jejich atomů, ale u běžných hvězd je tato přitažlivost vyvážena vnitřním tlakem hmoty, který zajišťuje jejich stabilitu. Při vysokých teplotách a hustotách, typických pro nitra hvězd, dochází k ionizaci atomů hmoty a tlak hmoty je způsoben pohybem volných elektronů a iontů. V hlavních, nejdelších fázích vývoje hvězd je tento pohyb tepelný. Je podporována uvolňováním energie při termonukleárních fúzních reakcích (viz Hvězdy). Zásoba termonukleárního paliva ve hvězdách je však omezená a konečný osud hvězd je dán možností rovnováhy mezi silami gravitační komprese a tlakem chladící hmoty hvězdy, která vyčerpala veškeré zásoby tepelné energie. Takové rovnovážné podmínky jsou realizovány u bílého trpaslíka nebo v degenerovaných jádrech hvězd o hmotnosti menší než 5-10 hmotností Slunce, kde tlak elektronů působí proti gravitační kompresi. Ale v bílém trpaslíkovi nebo zdegenerovaném jádru hvězdy s větší hmotností je hustota elektronů tak vysoká, že se zdá, že jsou vtlačeny do jader a při interakci s jadernou hmotou se mění v neutrina. Toto zachycení elektronů jádry vede ke snížení tlaku elektronů, což působí proti gravitačnímu stlačování, a dochází ke gravitačnímu kolapsu.

Gravitační kolaps v jádru bílého trpaslíka nebo degenerované hvězdy provází další zachycení elektronů jádry a intenzivní neutrinové záření, které odnáší téměř veškerou energii gravitační komprese. Tlak elektronů je stále menší a menší, takže komprese je volným pádem hmoty směrem ke středu hvězdy. V konečném důsledku se kolabující hmota skládá pouze z neutronů. Výsledný tlak neutronové hmoty dokáže vyrovnat síly gravitační komprese a gravitační kolaps skončí vznikem neutronové hvězdy. Neutrinové záření během kolapsu do neutronové hvězdy může zajistit účinný přenos energie do vnějších vrstev kolabující hvězdy, dostatečný pro jejich uvolnění s vysokou kinetickou energií; je pozorován výbuch supernovy.

Gravitační kolaps hmotných hvězd s hmotností přesahující 5-10 hmotností Slunce však nekončí ve stádiu neutronové hvězdy. S nárůstem hmotnosti neutronové hvězdy roste hustota její hmoty a odpuzování neutronů již nemůže poskytovat účinnou protiváhu vůči gravitační kompresi. Kolaps se změní v relativistický gravitační kolaps a vznikne černá díra. Přítomnost maximální hmotnosti stabilního bílého trpaslíka a neutronové hvězdy znamená, že masivní hvězdy (s hmotností 10násobku hmotnosti Slunce) nevyhnutelně ukončí svou existenci v procesu relativistického gravitačního kolapsu.

Gravitační kolaps do černé díry je jev, ve kterém se účinky obecné teorie relativity stávají dominantními. Samotný kolaps nastává jako volný pád do středu vznikající černé díry, ale v souladu se zákony obecné relativity uvidí vzdálený pozorovatel tento pád jako ve stále pomalejším natáčení: pro něj bude proces kolapsu pokračovat na neurčito. Kolaps do černé díry mění geometrické vlastnosti prostoru a času. Ohyb světelných paprsků je tak silný, že z povrchu hroutícího se tělesa nemůže odejít žádný signál. Látka, která se dostala pod poloměr černé díry, je zcela izolována od zbytku světa, avšak nadále svým gravitačním polem ovlivňuje životní prostředí.

Teoreticky se každé vesmírné těleso může proměnit v černou díru. Například planeta jako Země se potřebuje zmenšit na poloměr několika milimetrů, což je v praxi samozřejmě nepravděpodobné. V novém čísle s cenou "Osvícenec" T&P uveřejňuje úryvek z knihy fyzika Emila Achmedova "O zrození a smrti černých děr", která vysvětluje, jak se nebeská tělesa mění v černé díry a zda je lze vidět v Hvězdná obloha.

Jak se tvoří černé díry?

* Pokud nějaká síla stlačí nebeské těleso na Schwarzschildův poloměr odpovídající jeho hmotnosti, ohne časoprostor natolik, že jej ani světlo nemůže opustit. To znamená, že se těleso stane černou dírou.

Například pro hvězdu o hmotnosti Slunce je Schwarzschildův poloměr přibližně tři kilometry. Porovnejte to se skutečnou velikostí Slunce – 700 000 kilometrů. Zároveň platí, že pro planetu o hmotnosti Země je Schwarzschildův poloměr roven několika milimetrům.

[…] Pouze gravitační síla je schopna stlačit nebeské těleso na tak malé rozměry, jako je jeho Schwarzschildův poloměr *, protože pouze gravitační interakce vede výhradně k přitažlivosti a ve skutečnosti se s rostoucí hmotností neomezeně zvětšuje. Elektromagnetická interakce mezi elementárními částicemi je o mnoho řádů silnější než ta gravitační. Jakýkoli elektrický náboj se však zpravidla ukazuje jako kompenzovaný náboj opačného znaménka. Gravitační náboj – hmotu nemůže nic odstínit.

Planeta jako Země se vlastní vahou nezmenší na odpovídající Schwarzschildovu velikost, protože její hmotnost nestačí překonat elektromagnetické odpuzování jader, atomů a molekul, z nichž se skládá. A hvězda jako Slunce, která je mnohem hmotnějším objektem, se nesmršťuje kvůli silnému plynodynamickému tlaku v důsledku vysoké teploty v jejím nitru.

Všimněte si, že u velmi hmotných hvězd s hmotností větší než sto Sluncí nedochází ke kompresi hlavně kvůli silnému tlaku světla. U hvězd hmotnějších než dvě stě Sluncí nestačí ani plynodynamický, ani světelný tlak, aby zabránily katastrofické kompresi (kolapsu) takové hvězdy do černé díry. Níže však probereme vývoj lehčích hvězd.

Světlo a teplo hvězd jsou produkty termonukleárních reakcí. K takové reakci dochází proto, že v útrobách hvězd je dostatek vodíku a hmota je silně stlačena pod tlakem celé hmoty hvězdy. Silná komprese umožňuje překonat elektromagnetické odpuzování stejných nábojů vodíkových jader, protože termonukleární reakce je fúze vodíkových jader do jádra helia doprovázená velkým uvolněním energie.

Dříve nebo později se množství fúzního paliva (vodíku) značně sníží, světelný tlak zeslábne a teplota klesne. Pokud je hmotnost hvězdy dostatečně malá, jako například hmotnost Slunce, projde fází červeného obra a změní se v bílého trpaslíka.

Pokud je její hmotnost velká, hvězda se začne svou vlastní vahou smršťovat. Dojde ke kolapsu, který můžeme vidět jako výbuch supernovy. Jedná se o velmi složitý proces, skládající se z mnoha fází a zatím nejsou vědcům jasné všechny jeho detaily, ale mnohé je již jasné. Je například známo, že další osud hvězdy závisí na její hmotnosti v okamžiku před kolapsem. Výsledkem této komprese může být buď neutronová hvězda nebo černá díra, případně kombinace několika podobných objektů a bílých trpaslíků.

"Černé díry jsou výsledkem kolapsu nejtěžších hvězd."

Neutronové hvězdy a bílí trpaslíci se nezhroutí do stavu černé díry, protože jejich hmotnost nestačí překonat tlak neutronového nebo elektronového plynu. Tyto tlaky jsou způsobeny kvantovými efekty, které se projeví po velmi silné kompresi. Diskuse o tom druhém přímo nesouvisí s fyzikou černých děr a přesahuje rámec této knihy.

Pokud je však například neutronová hvězda ve dvojhvězdném systému, pak může přitahovat hmotu od doprovodné hvězdy. V tomto případě se jeho hmotnost zvýší, a pokud překročí určitou kritickou hodnotu, dojde znovu ke kolapsu, již se vznikem černé díry. Kritická hmotnost je určena z podmínky, že neutronový plyn vytváří nedostatečný tlak, aby jej zabránil další kompresi.

* Toto je hrubý odhad. Přesná hodnota limitu zatím není známa. - Cca. autor.

Černé díry jsou tedy výsledkem kolapsu nejtěžších hvězd. V moderním pojetí by hmotnost jádra hvězdy po shoření termonukleárního paliva měla být alespoň dvě a půl sluneční *. Žádný nám známý skupenství není schopen vytvořit takový tlak, který by udržel tak velkou hmotu od stlačení do stavu černé díry, pokud by shořelo veškeré termojaderné palivo. Fakta experimentálně potvrzující zmíněné omezení hmotnosti hvězdy pro vznik černé díry si probereme o něco později, až bude popsáno, jak astronomové černé díry detekují. […]

Rýže. 7. Mylná představa kolapsu z pohledu vnějšího pozorovatele jako zpomalujícího se věčného pádu namísto vzniku horizontu černé díry

V souvislosti s naší diskuzí bude poučné si na příkladu připomenout propojení různých myšlenek a pojmů ve vědě. Tento příběh možná umožní čtenáři získat představu o tom, jak hluboká je diskutovaná problematika.

Je známo, že Galileo v reakci na kritiku Koperníkova systému dospěl k tomu, co se dnes nazývá Newtonův zákon inerciálních vztažných soustav. Kritika byla, že Země se nemůže otáčet kolem Slunce, protože jinak bychom nemohli zůstat na jeho povrchu.

V reakci na to Galileo tvrdil, že Země se otáčí kolem Slunce setrvačností. A nemůžeme rozlišit setrvačný pohyb od klidu, stejně jako necítíme setrvačný pohyb např. lodi. Zároveň nevěřil v gravitační síly mezi planetami a hvězdami, protože nevěřil v působení na dálku a ani nemohl vědět o existenci polí. A vysvětlení tak abstraktní bych v té době nepřijal.

Galileo věřil, že setrvačný pohyb může nastat pouze podél ideální křivky, to znamená, že Země se může pohybovat pouze v kruhu nebo v kruhu, jehož střed se zase otáčí v kruhu kolem Slunce. To znamená, že může docházet k překrývání různých setrvačných pohybů. Druhý typ pohybu může být komplikován přidáním ještě více kruhů do kompozice. Tato rotace se nazývá pohyb epicyklu. Byl také vynalezen, aby sladil ptolemaiovský systém s pozorovanými polohami planet.

Mimochodem, v době svého vzniku Koperníkova soustava popisovala pozorované jevy mnohem hůře než soustava Ptolemaiova. Protože Koperník také věřil pouze v pohyb po ideálních kružnicích, ukázalo se, že středy drah některých planet byly mimo Slunce. (Toto bylo jedním z důvodů, proč Koperník opozdil publikaci jeho děl. Koneckonců věřil ve svůj systém založený na estetických ohledech a přítomnost podivných posunů středů drah za Sluncem nezapadala do tyto úvahy.)

Je poučné, že v zásadě mohl Ptolemaiův systém popsat pozorovaná data s libovolnou předem stanovenou přesností – bylo potřeba pouze přidat potřebný počet epicyklů. Přes všechny logické rozpory v prvotních představách jeho tvůrců však pouze koperníkova soustava mohla vést ke koncepční revoluci v našich názorech na přírodu – k zákonu univerzální gravitace, který popisuje jak pohyb planet, tak pád planet. jablko na Newtonově hlavě a později k pojmu pole.

Proto Galileo popřel keplerovský pohyb planet podél elips. S Keplerem si vyměnili dopisy, které byly psány poněkud podrážděným tónem. * A to navzdory jejich plné podpoře stejného planetárního systému.

Galileo tedy věřil, že Země se pohybuje kolem Slunce setrvačností. Z pohledu newtonovské mechaniky jde o jasný omyl, jelikož na Zemi působí gravitační síla. Z hlediska obecné teorie relativity však musí mít Galileo pravdu: na základě této teorie se tělesa v gravitačním poli pohybují setrvačností, alespoň když lze zanedbat vlastní gravitaci. K tomuto pohybu dochází po tzv. geodetické křivce. V plochém prostoru je to jen přímá světočára a v případě planety ve sluneční soustavě je to geodetická světočára, která odpovídá eliptické trajektorii, a nemusí být nutně kruhová. Bohužel to Galileo nemohl vědět.

Z obecné teorie relativity je však známo, že k pohybu po geodetice dochází pouze tehdy, lze-li zanedbat zakřivení prostoru samotným pohybujícím se tělesem (planetou) a lze předpokládat, že je zakřiveno výhradně gravitačním středem (tzv. Slunce). Nabízí se přirozená otázka: měl Galileo pravdu ohledně setrvačného pohybu Země kolem Slunce? A ačkoli to už není tak důležitá otázka, protože nyní známe důvod, proč lidé neodlétají ze Země, může to souviset s geometrickým popisem gravitace.

Jak můžete „vidět“ černou díru?

[…] Nyní přejděme k diskusi o tom, jak jsou černé díry pozorovány na hvězdné obloze. Pokud černá díra pohltila všechnu hmotu, která ji obklopovala, pak ji lze vidět pouze zkreslením světelných paprsků vzdálených hvězd. To znamená, že pokud by nedaleko od nás byla černá díra v takto čisté podobě, pak bychom viděli přibližně to, co je zobrazeno na obálce. Ale ani po setkání s takovým jevem si člověk nemůže být jistý, že se jedná o černou díru, a ne jen o masivní, nesvítící těleso. Rozlišení jednoho od druhého dá trochu práce.

Ve skutečnosti jsou však černé díry obklopeny mraky obsahujícími elementární částice, prach, plyny, meteority, planety a dokonce i hvězdy. Astronomové proto pozorují něco jako obrázek na Obr. 9. Jak ale došli k závěru, že se jedná o černou díru a ne o nějaký druh hvězdy?

Rýže. 9. Realita je mnohem prozaičtější a my musíme pozorovat černé díry obklopené různými nebeskými tělesy, plyny a oblaky prachu

Pro začátek je na hvězdné obloze vybrána oblast určité velikosti zpravidla v binárním hvězdném systému nebo v aktivním jádru galaxie. Spektra záření z něj vycházejícího určují hmotnost a chování látky v něm. Dále je zaznamenáno, že záření vychází z uvažovaného objektu, jako z částic dopadajících v gravitačním poli, a nejen z termonukleárních reakcí probíhajících v nitru hvězd. Záření, které je zejména výsledkem vzájemného tření hmoty dopadající na nebeské těleso, obsahuje mnohem energetičtější záření gama než výsledek termonukleární reakce.

"Černé díry jsou obklopeny mraky obsahujícími elementární částice, prach, plyny, meteority, planety a dokonce i hvězdy."

Pokud je pozorovaná oblast dostatečně malá, nejedná se o pulsar a je v ní soustředěna velká hmota, dochází k závěru, že se jedná o černou díru. Za prvé, teoreticky se předpokládá, že po vyhoření termonukleárního paliva neexistuje žádný stav hmoty, který by mohl vytvořit tlak, který by mohl zabránit kolapsu tak velké hmoty na tak malé ploše.

Za druhé, jak bylo právě zdůrazněno, předmětné objekty by neměly být pulsary. Pulsar je neutronová hvězda, která má na rozdíl od černé díry povrch a chová se jako velký magnet, což je jedna z jemnějších charakteristik elektromagnetického pole než náboj. Neutronové hvězdy v důsledku velmi silné komprese původních rotujících hvězd ještě rychleji rotují, protože je třeba zachovat moment hybnosti. To vede k tomu, že takové hvězdy vytvářejí magnetická pole, která se v čase mění. Posledně jmenované hrají hlavní roli při tvorbě charakteristického pulzujícího záření.

Všechny dosud nalezené pulsary mají hmotnost menší než dvě a půl hmotnosti Slunce. Zdroje charakteristického energetického záření gama, jehož hmotnost přesahuje tuto hranici, nejsou pulsary. Jak vidíte, tento hmotnostní limit se shoduje s teoretickými předpověďmi učiněnými na základě nám známých stavů hmoty.

To vše, i když nejde o přímé pozorování, je poměrně přesvědčivým argumentem ve prospěch skutečnosti, že astronomové vidí černé díry, a ne cokoli jiného. Co však lze považovat za přímé pozorování a co nikoli, je velká otázka. Vy, čtenáři, totiž nevidíte samotnou knihu, ale pouze světlo, které se jí šíří. A o reálnosti jeho existence vás přesvědčí pouze kombinace hmatových a vizuálních vjemů. Stejně tak vědci dělají závěr o realitě existence objektu na základě celého souhrnu dat, která pozorují.

GRAVITACE KOLAPS

Proces je hydrodynamický. stlačení těla pod vlivem jeho vlastního. gravitační síly. Tento proces v přírodě je možný pouze u dostatečně hmotných těles, zejména u hvězd. Nezbytnou podmínkou pro G. to. je snížení elasticity ostrova uvnitř hvězdy, což vede k rychlejšímu nárůstu stlačení gravitačních sil ve srovnání se silami uvnitř. tlak. Je to dáno spotřebou energie na štěpení jader a produkci ch-c včetně neutrin (viz NEUTRONIZACE HMOTY) a energetickými ztrátami při úniku neutrin z hvězdy. V průběhu vývoje hvězdy se podmínky vedoucí ke geomagnetickému poli realizují dvakrát: 1) při vzniku hvězdy z mezihvězdného prachu a plynu a 2) při vyčerpání termojaderných látek. paliva a dosažení ve středu hvězdy vysokých hodnot hustoty (r = 107 - 1010 g/cm3) a teploty (T = 109 - 1010 K). V prvním případě se fúze zastaví po nástupu termonukleární aktivity ve hvězdě. reakce vodíkového cyklu vedoucí k intenzivnímu uvolňování energie. Druhý případ je možný pouze u dostatečně hmotných hvězd s M> MF »1,2 Msun (Mp je tzv. Chandrasekharova mez, Msun je hmotnost Slunce). Jak ukazuje hydrodynamický. teorie, G. až. se vyvíjí katastrofálně. způsobem - rychlost stlačení se blíží rychlosti volného pádu. Plynná hvězda buď končí zastávkou ve stavu horké neutronové hvězdy (r = 1014 g / cm3, T = 1011 K), je-li hmotnost M ≥ 2-3 Msuns, nebo přechází bez přerušení do relativistického plynného hvězda (pro M> 2- 3 Msun), což vede ke vzniku černé díry. Velmi důležitou roli u G. to hraje mohutné neutrinové záření generované hl. arr konvenční beta procesy (viz BETA DECAY, NEUTRINO ASTROPHYSICS). Neutrinové záření ve skutečnosti určuje celou dynamiku plynového kondenzátu, zejména rychlost stlačování, dobu kolapsu, teplotu a hustotu látky v případě zastavení kolapsu. Svaté ostrovy černé díry popisuje obecná teorie relativity, protože vlastnosti časoprostoru se mění kolem kolabující hvězdy. S výjimkou raných fází vývoje Vesmíru, G. k.- jednoty. způsob zrodu černých děr. G. to. Hvězdy mohou být doprovázeny výbojem ext. obálky, které jsou spojeny s výbuchy supernov. Teorie předpovídá vyvržení slupky pro kolabující hvězdy relativně malých hmotností (M = Mp). Reset har-r závisí na struktuře pláště, přítomnosti rotace a velikosti v ní. pole. Při vyhazování granátu doprovázejícího G. do středu. části hvězdy, vzniklé ve velkém počtu rozkl. chem. prvků (dochází k nukleosyntéze).

  • - akutní vaskulární insuficience, charakterizovaná útlakem c. n. s., prudký pokles krevního tlaku, snížení množství cirkulující krve a metabolické poruchy ...

    Veterinární encyklopedický slovník

  • - katastrofálně rychlá kontrakce hvězdy v posledních fázích vývoje pod vlivem jejích vlastních gravitačních sil, přesahující slábnoucí síly tlaku zahřátého plynu hvězdy ...

    Počátky moderní přírodní vědy

  • - katastrofálně rychlé stlačení masivních těles pod vlivem gravitačních sil. Vývoj hvězd o hmotnosti větší než dvě hmotnosti Slunce může skončit gravitačním kolapsem. Po vyčerpání v takových hvězdách...

    Astronomický slovník

  • - I Kolaps akutní cévní insuficience, charakterizovaná především poklesem cévního tonusu a také objemu cirkulující krve...

    Lékařská encyklopedie

  • - Patologický stav charakterizovaný depresí centrálního nervového systému s prudkým poklesem arteriálního a žilního tlaku, snížením množství cirkulující krve ...

    Vysvětlující slovník psychiatrických pojmů

  • - v medicíně akutně se rozvíjející vaskulární nedostatečnost v lidském těle, charakterizovaná poklesem vaskulárního tonusu a snížením množství cirkulující krve ...

    Nouzový glosář

  • - akutní cévní nedostatečnost, která se vyvíjí v důsledku poklesu cévního tonu a snížení objemu cirkulující krve ...

    Encyklopedie techniky

  • - život ohrožující stav charakterizovaný poklesem krevního tlaku a zhoršením prokrvení životně důležitých orgánů...

  • Přírodní věda. encyklopedický slovník

  • - akutně se rozvíjející vaskulární nedostatečnost, charakterizovaná poklesem vaskulárního tonu a snížením množství cirkulující krve ...

    Komplexní lékařský slovník

  • - život ohrožující stav charakterizovaný poklesem krevního tlaku a poruchou prokrvení životně důležitých orgánů. V pojišťovací praxi je K. rizikovou okolností ...

    Obchodní glosář

  • - náhlý pokles srdeční činnosti, může se změnit v srdeční paralýzu, to znamená skončit smrtí ...

    Encyklopedický slovník Brockhaus a Euphron

  • - viz Gravitační kolaps...
  • - akutní cévní nedostatečnost doprovázená poklesem krevního tlaku v tepnách a žilách...

    Velká sovětská encyklopedie

  • - katastrofálně rychlá kontrakce hvězdy pod vlivem gravitačních sil. Podle existujících astronomických koncepcí hrají vesmírné hvězdy rozhodující roli v pozdějších fázích evoluce hmotných hvězd ...

    Velká sovětská encyklopedie

  • - viz Gravitační kolaps...

    Velký encyklopedický slovník

"GRAVITAČNÍ KOLAPS" v knihách

autor

Co je gravitační kolaps hvězdy?

Z knihy Nejnovější kniha faktů. Svazek 1. Astronomie a astrofyzika. Geografie a další vědy o Zemi. Biologie a medicína autor Kondrašov Anatolij Pavlovič

Co je gravitační kolaps hvězdy? Gravitační kolaps hvězdy je katastrofálně rychlý kolaps hmotné hvězdy pod vlivem gravitačních sil. Vývoj hvězd o hmotnosti větší než 1,5 hmotnosti Slunce může skončit gravitačním kolapsem. Po vyčerpání

Gravitační kolaps

Z Kryonovy knihy. Odhalení: co víme o vesmíru autor Tichoplav Vitalij Jurijevič

Gravitační kolaps Představte si, že velká hvězda má hmotnost 5–10krát větší než naše Slunce. Předpokládejme, že jeho schopnost exploze zcela vyschla a v tuto chvíli se otáčí kolem své osy rychlostí rovnou rychlosti světla.

Gravitační separátor

Z knihy 100 skvělých elementárních rekordů autor

Gravitační separátor Hypotéza kontrakce prozatím vyhovovala většině vědců zkoumajících útroby Země. Jediný proces – kontrakce (komprese) – vysvětloval, jak se utvářela rozmanitá tvář Země a jejího nitra, jak užitečná

Co je gravitační kolaps hvězdy?

Z knihy Nejnovější kniha faktů. Svazek 1 [Astronomie a astrofyzika. Geografie a další vědy o Zemi. biologie a lékařství] autor Kondrašov Anatolij Pavlovič

Co je gravitační kolaps hvězdy? Gravitační kolaps hvězdy je katastrofálně rychlý kolaps hmotné hvězdy pod vlivem gravitačních sil. Vývoj hvězd o hmotnosti větší než 1,5 hmotnosti Slunce může skončit gravitačním kolapsem. Po vyčerpání

Gravitační separátor

Z knihy 100 velkých elementárních rekordů [s obrázky] autor Nepomniachtchi Nikolaj Nikolajevič TSB

Gravitační paradox

Z knihy Velká sovětská encyklopedie (GR) autora TSB

Gravitační potenciál

Z knihy Velká sovětská encyklopedie (GR) autora TSB

Gravitační kolaps

Z knihy Velká sovětská encyklopedie (CO) autora TSB

autor Komarov Viktor

Gravitační kolaps a černé díry

Z knihy Ateismus a vědecký obraz světa autor Komarov Viktor

Gravitační kolaps a „černé díry“ Vraťme se k otázce geometrických vlastností Vesmíru. Jak již víme, úzce souvisejí s povahou rozložení hmoty Představme si, že Vesmír je homogenní a izotropní. Co to znamená? Pojďme mentálně nabourat Vesmír

GRAVITACE KOLAPS
rychlé stlačení a rozpad mezihvězdného oblaku nebo hvězdy pod vlivem vlastní gravitační síly. Gravitační kolaps je velmi důležitým astrofyzikálním jevem; podílí se na vzniku hvězd, hvězdokup a galaxií a na zániku některých z nich. V mezihvězdném prostoru je mnoho mraků, skládajících se převážně z vodíku o hustotě cca. 1000 at / cm3, velikost od 10 do 100 sv. let. Jejich struktura a zejména hustota se neustále mění vlivem vzájemných srážek, zahřívání hvězdným zářením, tlakem magnetických polí atd. Když se hustota oblaku nebo jeho části stane tak velkou, že gravitace převýší tlak plynu, oblak se začne nekontrolovatelně zmenšovat – zhroutí se. Malé nehomogenity počáteční hustoty jsou během kolapsu zesíleny; v důsledku toho je cloud fragmentován, tzn. rozpadá, z nichž každý se stále zmenšuje. Obecně lze říci, že při stlačování plynu se zvyšuje jeho teplota a tlak, což může zabránit další kompresi. Ale dokud je oblak průhledný pro infračervené záření, snadno se ochladí a komprese se nezastaví. S rostoucí hustotou jednotlivých úlomků se však jejich ochlazování ztěžuje a zvyšující se tlak kolaps zastaví – tak vzniká hvězda a celý soubor úlomků mraků přeměněných na hvězdy tvoří hvězdokupu. Kolaps mraku do hvězdy nebo hvězdokupy pokračuje asi milion let – v kosmickém měřítku poměrně rychle. Poté termonukleární reakce probíhající v nitru hvězdy udržují teplotu a tlak, což zabraňuje kompresi. V průběhu těchto reakcí se lehké chemické prvky přeměňují na těžší za uvolnění obrovské energie (podobně jako při výbuchu vodíkové bomby). Uvolněná energie opouští hvězdu ve formě záření. Masivní hvězdy vyzařují velmi intenzivně a spálí své „palivo“ za pouhých pár desítek milionů let. Nízkohmotné hvězdy mají dostatek paliva pro mnoho miliard let pomalého hoření. Dříve nebo později jakékoli hvězdě dojde palivo, termonukleární reakce v jádře se zastaví a bez zdroje tepla zůstává v plné síle své vlastní gravitace a neúprosně vede hvězdu ke smrti.
Kolaps hvězd s nízkou hmotností. Pokud má zbytek hvězdy po ztrátě obálky hmotnost menší než 1,2 slunečního záření, pak její gravitační kolaps nezajde příliš daleko: i zmenšující se hvězda zbavená zdrojů tepla dostane novou příležitost odolat gravitaci. Při vysoké hustotě hmoty se elektrony začnou navzájem intenzivně odpuzovat; to není způsobeno jejich elektrickým nábojem, ale jejich kvantově mechanickými vlastnostmi. Výsledný tlak závisí pouze na hustotě látky a nezávisí na její teplotě. Tato vlastnost elektronů se ve fyzice nazývá degenerace. U hvězd s nízkou hmotností je tlak degenerované hmoty schopen odolávat gravitaci. Kontrakce hvězdy se zastaví, když dosáhne velikosti přibližně Země. Takovým hvězdám se říká bílí trpaslíci, protože svítí slabě, ale hned po stlačení mají dost horký (bílý) povrch. Teplota bílého trpaslíka však postupně klesá a po několika miliardách let je již taková hvězda těžko postřehnutelná: stává se z ní chladné neviditelné těleso.
Kolaps hmotných hvězd. Pokud je hmotnost hvězdy větší než 1,2 hmotnosti Slunce, pak tlak degenerovaných elektronů není schopen odolat gravitaci a hvězda se nemůže stát bílým trpaslíkem. Jeho nepotlačitelný kolaps pokračuje, dokud látka nedosáhne hustoty srovnatelné s hustotou atomových jader (přibližně 3 * 10 14 g / cm3). V tomto případě se většina hmoty změní na neutrony, které stejně jako elektrony u bílého trpaslíka degenerují. Tlak degenerované neutronové hmoty může zastavit kontrakci hvězdy, pokud její hmotnost nepřesáhne přibližně 2 hmotnosti Slunce. Výsledná neutronová hvězda má průměr pouze cca. 20 km. Když se rychlý kolaps neutronové hvězdy náhle zastaví, veškerá kinetická energie se přemění na teplo a teplota stoupne na stovky miliard kelvinů. V důsledku toho dojde k obřímu výbuchu hvězdy, její vnější vrstvy jsou vymrštěny ven vysokou rychlostí a svítivost se zvýší několik miliardkrát. Astronomové tomu říkají „výbuch supernovy“. Zhruba po roce jasnost produktů výbuchu klesá, vyvržený plyn se postupně ochlazuje, mísí se s mezihvězdným plynem a v následujících epochách vstupuje do složení hvězd nových generací. Neutronová hvězda vzniklá během kolapsu v prvních milionech let rychle rotuje a je pozorována jako proměnný zářič – pulsar. Pokud hmotnost kolabující hvězdy výrazně překročí 2 sluneční, pak se komprese nezastaví ve fázi neutronové hvězdy, ale pokračuje, dokud se její poloměr nezmenší na několik kilometrů. Pak se síla přitažlivosti na povrchu zvýší natolik, že ani paprsek světla nemůže opustit hvězdu. Hvězda, která se do takového rozsahu zmenšila, se nazývá černá díra. Takový astronomický objekt lze studovat pouze teoreticky pomocí Einsteinovy ​​obecné teorie relativity. Výpočty ukazují, že kontrakce neviditelné černé díry pokračuje, dokud hmota nedosáhne nekonečně vysoké hustoty.
viz také PULSAR; ČERNÁ DÍRA .
LITERATURA
Shklovsky I.S., Hvězdy: jejich narození, život a smrt. M., 1984

Collierova encyklopedie. - Otevřená společnost. 2000 .

Podívejte se, co je „GRAVITATIONAL COLLAPSE“ v jiných slovnících:

    Proces je hydrodynamický. stlačení těla pod vlivem jeho vlastního. gravitační síly. Tento proces v přírodě je možný pouze u dostatečně hmotných těles, zejména u hvězd. Nezbytná podmínka pro G. to. Snížení elasticity ve VA uvnitř hvězdy, k roji vede k ... ... Fyzická encyklopedie

    Katastrofálně rychlé stlačení masivních těles pod vlivem gravitačních sil. Vývoj hvězd o hmotnosti větší než dvě hmotnosti Slunce může skončit gravitačním kolapsem. Po vyčerpání jaderného paliva v takových hvězdách ztrácejí své ... ... encyklopedický slovník

    Model mechanismu gravitačního kolapsu Gravitační kolaps je katastrofálně rychlé stlačení hmotných těles působením gravitačních sil. Gravitační k ... Wikipedie

    Katastrofálně rychlé stlačení masivních těles pod vlivem gravitačních sil. Vývoj hvězd o hmotnosti větší než dvě hmotnosti Slunce může skončit gravitačním kolapsem. Po vyčerpání jaderného paliva v takových hvězdách ztrácejí své ... ... Astronomický slovník

    Gravitační kolaps- (z gravitace a lat. collapsus padlý) (v astrofyzice, astronomii) katastrofálně rychlé smrštění hvězdy v posledních fázích vývoje pod vlivem vlastních gravitačních sil, přesahující slábnoucí síly tlaku zahřátého plynu (hmoty) . ... ... Počátky moderní přírodní vědy

    Viz Gravitační kolaps... Velká sovětská encyklopedie

    Katastrofálně rychlé stlačení masivních těles pod vlivem gravitace. síly. G. to. Vývoj hvězd o hmotnosti sv. dvě sluneční hmoty. Po vyčerpání jaderného paliva v takových hvězdách ztrácejí svou mechaniku. udržitelnost a ... ... Přírodní věda. encyklopedický slovník

    Viz Gravitační kolaps... Velký encyklopedický slovník

    Viz Gravitační kolaps. * * * GRAVITACE GRAVITACE GRAVITACE, viz Gravitační kolaps (viz GRAVITAČNÍ KOLÁS) ... encyklopedický slovník

knihy

  • Einsteinova prozíravost. , Wheeler J.A. , Kniha vynikajícího amerického fyzika D. A. Wheelera je věnována elementárnímu představení geometrodynamiky – ztělesnění Einsteinova snu „redukovat veškerou fyziku na geometrii“. Autor začíná s... Kategorie: Matematika a přírodní vědy Série: Vydavatel: