Естественные науки

Как именно звезда превращается в черную дыру?

Я знаю что звезда под собственной массой коллапсирует в черную дыру на конечной стадии жизни звезды. Но вопрос, как именно ядро звезды превращается в черную дыру? Не может же ядро взять и в одну секунду резко стать полностью черным и мгновенно начать все в себя всасывать, или может? Мне просто интересно как долго занимает и как происходит сам процесс этого резкого перехождения от супер сжатой материи, супер горячей и супер яркой в черный объект, который сразу же перечеркивает законы физики. Допустим есть свет в комнате - это звезда, вы выключаете свет - на это уходит меньше секунды, и комната резко становиться темной - это перехождение в черную дыру, а мне интересен сам процесс между кнопкой выключения света и моментом когда лампочка выключается.
Суть в чем. Вот есть некоторая масса, утрамбованная в некоторый объем. Так? По закону, гравитация этого объекта слабеет с квадратом расстояния. Иными словами, если ты равномерно приближаешься к нему, то его тяготение растет УСКОРЕННО, по параболе. И продолжается это до тех пор, пока ты не наткнешься на поверхность объекта и не сможешь двигаться дальше. Все верно? Теперь начерти этот график параболы и мысленно продли его ПОД поверхность. Предположи, что та же самая масса просто утрамбована в точку. Если это ТАКАЯ ЖЕ масса, то ее тяготение будет ТАКИМ ЖЕ для того же расстояния. А значит, продолжая приближаться к точке центра и не наталкиваясь на "поверхность", мы будем наблюдать все ускоряющийся рост тяготения. Так вот, эта кривая роста ДЛЯ ЛЮБОЙ МАССЫ тела - в нулевой точке улетает в бесконечность. Иными словами, ЛЮБАЯ масса (хоть даже один миллиграмм! Хоть даже масса одного атома!) - на нулевом удалении от центра создает БЕСКОНЕЧНО БОЛЬШУЮ силу тяготения.
Разумеется, это в теории, т. к. в реальности никакая масса не может быть утрамбована в "нулевой" диаметр :-) Но закономерность сохраняется - чем ПЛОТНЕЕ масса утрамбована, тем более сильную гравитацию она порождает вблизи поверхности.
По простым законам, которые проходят в 8-м классе, чем сильнее тяготение, тем бОльшая нужна скорость, чтобы не падать на это тело. То есть, 1-я космическая, да? Ну и 2-я космическая, соответственно, тоже. Так вот, "черной дырой" называется такое тело, у которого хотя бы вблизи поверхности 2-я космическая скорость окажется выше световой. Это отнюдь не бесконечные величины. Нужно просто взять массу (любую - хоть массу Солнца, хоть массу одного спичечного коробка) - и СЖАТЬ ее достаточно сильно, чтобы "поверхность" была маленькой и позволяла окружающим телам приблизиться настолько, что притяжение нашего объекта сделало 2-ю косм. скорость выше световой. То есть, для этого нужна не столько достаточная масса, сколько достаточная ПЛОТНОСТЬ.

Другое дело, что само по себе, естественным образом, не любое тело может само себя, без посторонней помощи сжать до такой степени. У спичечного коробка гравитация гораздо слабее его собственной прочности. А вот у достаточно крупной звезды массы столько, что тяжесть верхних слоев может оказаться больше, чем прочность (чисто механическая) нижних слоев - вот они и начинают сжиматься, звезда "проваливается" сама в себя. И процесс этот - лавинообразный, самоподдерживающийся. Потому что во время него диаметр звезды сокращается, а МАССА-ТО остается прежней! Тут мы вспоминаем первый абзац и понимаем, что давление верхних слоев звезды на нижние при этом ВОЗРАСТАЕТ. Поэтому она сжимается все быстрее, и НЕЧЕМУ удержать эту катастрофу на полпути.
Ну и понятно, что очень быстро диаметр звезды становится меньше того предела, за которым 2-я космическая скорость у поверхности начинает превышать световую. С этого момента звезда перестает светить, "выключается", как лампочка. Ну, так это выглядит внешне.
ТМ
Татьяна Матюха
69 997
Лучший ответ
Лариса Руджиева Кто Вас ввёл в такое заблуждение?
я, конечно, не Торн, не Шкловский, не Чандрасекар и не Хокинг, но если пофантазировать...

в один прекрасный момент вещество звезды ухает к её центру. при этом должна освобождаться гигантская энергия (даже если килограммовую гирю уронить на ногу, будет больно, а там миллионы тонн), поэтому получается последний бадабум. внешние оболочки разбрасываются в стороны, а ядро - превращается в черную дыру, около границы которой собирается не успевшее попасть под горизонт событий раскалённое вещество звезды. я так понимаю, со стороны это будет выглядеть как стремительно краснеющий (гравитационное красное смещение) шар. по характерным временам не подскажу, но наверно, десятки секунд (радиус Солнца - чуть больше двух световых секунд, так что время падения вещества будет иметь примерно этот же порядок).

ещё раз оговорюсь - это мои спекуляции, лучше книжки почитать.
Я читала (правда, в шизотерике), что на самом деле черная дыра - прозрачная, просто мы этого не видим. А как там превращается, этого я не знаю)))
ещё бы кто-нибудь хоть одну чёрную дыру заснял, а то ничего не известно, дыра ли это и чёрная ли..
Кто вас ввёл в такое заблуждение?
Представь себе, что при колапсе вещество падает с бешенным ускорением и быстро набирает скорость равную или почти равную скорости света. Это происходит мгновенно. Так формируется горизонт событий черной дыры. За горизонтом, для вещества, стремящегося набрать скорость света, время останавливается и падение становится бесконечным, как в бесконечно глубокую яму, называемой сингулярностью. Вобщем, все чудеса начинаются за горизонтом событий черной дыры... До падения ничего, противоречащего привычным законам физики, не происходит.
Какие законы физики перечеркивает черная дыра? Поясните, пожалуйста.
Natali *
Natali *
38 276
есть классическая книга Шкловский Звезды их рождение жизннь и смерть.
TI
Talha Iztai
36 668
Вообще-то, с точки зрения внешнего наблюдателя, звезда превращается в черную дыру вечно.

То есть речь идет не про "в одну секунду", а про бесконечное время.