Гравитационный коллапс
Гравитацио́нный колла́пс — быстрое сжатие объектов под действием гравитационных сил, один из фундаментальных способов формирования объектов во Вселенной. Один из возможных сценариев в судьбе звезд по современным представлениям. Процессы коллапса астрофизических объектов активно исследуются теоретически в связи с появлением значительного числа наблюдательных данных. Явление коллапса имеет место как на начальной стадии звездной эволюции, так и на конечной стадии эволюции звезд (взрывы сверхновых с коллапсирующим ядром)[1].
Гравитационный коллапс приводит также к распаду облаков газа на отдельные сгустки, в случае формирования звёзд называемые глобулами. Так равномерное распределение материи образует скопления галактик, сами галактики, и отдельные звёзды. В процессе развития отдельной звезды коллапс останавливается благодаря началу термоядерных реакций, повышающих температуру и соответственно газовое давление.
Физика процесса
Для объектов высокой плотности, таких как белые карлики и нейтронные звёзды, гравитационному коллапсу противостоят соответственно давление вырожденного газа и нейтронов; однако имеется абсолютный предел Оппенгеймера — Волкова, за которым нет физических механизмов противостояния коллапсу, в результате чего достаточно массивная (более 3-4 M☉) нейтронная звезда превращается в чёрную дыру. Гравитационный коллапс ядер звёзд в нейтронную звезду или чёрную дыру вызывает разлёт внешней оболочки под действием выделяемой энергии, создавая феномен сверхновой звезды.
Все сверхновые 2 типа порождаются гравитационным коллапсом в недрах массивных звезд[2].
Эволюционное развитие гравитационного коллапса[3][4] приводит к вакуумной флуктуации гравитационного инстантона[5].
По причине критического гравитационного коллапса в черной дыре материя проваливается внутрь настолько быстро, что к ней не применены силы гравитации (эффект «падающего лифта Эйнштейна»)[6]. Итогом гравитационного коллапса, при котором масса и инерция отсутствуют, является дивергенция (расхождение излучения в разные стороны), то есть одновременное выделение позитронной энергии (темной материи) наружу и нейтринной энергии (темной энергии) внутрь и её передача по энергоинформационным лучам[7]. При этом в чёрной дыре происходит коллапсирующе-дивергенсирующий баланс энергии[8].
Основные свойства магнитных звезд приобретаются в стадии гравитационного коллапса (медленное вращение, преимущественная ориентация магнитных силовых линий вдоль плоскости экватора вращения, сложные внутренние структуры магнитных полей)[9].
Исследователи отмечают, что торможение протозвездных облаков наиболее вероятно происходит в период их гравитационного коллапса[9]. В фазах Хаяши и молодых лучистых звезд торможение невозможно вследствие отсутствия условий формирования достаточно мощных магнитосфер.
Согласно Кантовой космогонической гипотезе, звезды ожидает гравитационный коллапс[10].
Реликтовая гипотеза
Данная гипотеза происхождения магнитных звезд была предложена Каулингом, Спитцером и Местелем . Она состоит в том, что в процессе гравитационного коллапса магнитное поле протозвездного облака сохраняется и сжимается вместе с газом в звезде, в следствие чего рождается намагниченная звезда.
Основные свойства магнитные звезды приобретают, в основном, в период гравитационного коллапса крайне неоднородных по величине магнитного поля и плотности протозвездных облаков, а не в более поздних стадиях.[11] При сжатии из протозвездных облаков формируются протозвезды c неоднородным и несимметричным относительно центра магнитным полем. Коллапс протозвездных облаков вдоль силовых линий происходит легче, чем поперек. Это, предположительно, становится причиной наблюдаемого малого числа звезд с поперечным смещением диполя и большого — с продольным, и может быть дополнительным аргументом в пользу предположения о формировании магнитных структур в период коллапса[11].
Временные характеристики гравитационного коллапса
Дискуссионным остается вопрос различия временной длительности этого процесса в разных координатных системах и для звезд различной массы.
В фундаментальных источниках на основе теоретического рассмотрения вопроса делаются выводы чисто описательного, качественного характера: «приближение к гравитационному радиусу требует бесконечного времени по часам удаленного наблюдателя»[12], «Итак, по часам далекого неподвижного наблюдателя время достижения rg всегда равно бесконечности»[13]
Литература
- Кулаичев А.П. Оценка вариационного размаха показателей временной динамики гравитационного коллапса в метрике Шварцшильда // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. — 2017. — № 6—2.
- Денисенко В.В. Коллапсирующе-дивергенсирующий баланс энергии в черной дыре // Новое слово в науке и практике: гипотезы и апробация результатов исследований. — 2015. — № 16.
- Глаголевский Ю.В. Основные свойства магнитных CP-звезд // Астрофизический бюллетень. — 2017. — № 3.
Примечания
- ↑ Куликов Игорь Михайлович, Черных Игорь Геннадьевич, Глинский Борис Михайлович. Astrophi: программный комплекс для моделирования динамики астрофизических объектов на гибридных суперЭВМ, оснащенных ускорителями Intel Xeon Phi // Вестник ЮУрГУ. Серия: Вычислительная математика и информатика.. — 2013. — № 4.
- ↑ Терехин Владимир Александрович. ГРАВИТАЦИОННАЯ ГИПОТЕЗА ВЗРЫВА СВЕРХНОВОЙ 2-ГО ТИП // Евразийский научный журнал.. — 2017. — № 2. — С. 398.
- ↑ Фильченков М. Л. Квантование гравитационно-связанных систем. Диссер.на соиск. учен. степ. д.ф-м.н.: 01.04.02. М.:РУДН. Институт гравитации и космологии. 2013.171с.
- ↑ Несохранение барионного числа в экстремальных условиях. /Матвеев В. А. [и др.]//УФН.1988. Т.156. В.2.С 253—295.
- ↑ Переломов А. М. Решения типа инстантонов в киральных моделях //УФН.1981.Т.134.В.4.С.577 −609.
- ↑ Новиков И.Д., Фролов В.П. Черные дыры во Вселенной. — М.: Наука, 2001.
- ↑ Денисенко В.В. Координатно-временное разделение пространства Вселенной // Научные итоги года: достижения, проекты, гипотезы.. — 2014. — № 4. — С. 117—121..
- ↑ Денисенко В.В. Коллапсирующе-дивергенсирующий баланс энергии в черной дыре // Новое слово в науке и практике: гипотезы и апробация результатов исследований.. — 2015. — № 16.
- ↑ 9,0 9,1 Глаголевский Ю.В. Структура магнитного поля и особенности эволюции избранных звёзд. Iii // Астрофизический бюллетень.. — 2016. — № 1.
- ↑ Калинников Леонард Александрович. А. А. Фет и Кантова звездно-моральная тема в русской философской лирике // Кантовский сборник.. — 2013. — № 1.
- ↑ 11,0 11,1 Глаголевский Ю.В. Основные свойства магнитных CP-звезд // Астрофизический бюллетень.. — 2017. — № 3.
- ↑ Л. Д. Ландау, Е.М. Лившиц. Теоретическая физика, T.2, Теория поля.. — М.: Наука, 1988. — С. 401.
- ↑ Я.Б. Зельдович, И.Д. Новиков. Теория тяготения и эволюция звезд.. — М.: Наука, 1971. — С. 119.
 | Данная статья имеет статус «готовой». Это не говорит о качестве статьи, однако в ней уже в достаточной степени раскрыта основная тема. Если вы хотите улучшить статью — правьте смело! |