Чому газ утворює зірку замість чорної діри?

Коли космічний газ збирається разом, утворюється зірка. З іншого боку, коли гине масивна зірка, вона руйнується до чорної діри.

Ви можете подумати, що початкова маса газу буде більшою, ніж зірка, яка існувала мільярд років і втратила масу в процесі.

Отже, що зупинило космічний газ в першу чергу утворити чорну діру?

По суті газ робить, це просто буває спочатку утворювати зірку.

Маса - не єдиний фактор створення чорної діри. Вам також потрібно, щоб ця маса досягла високої щільності. У процесі цього зазвичай утворюється зірка. Процеси вироблення енергії в зорі інтер'єру створюють тиск, який врівноважує тяжіння тяжіння. Це запобігає досягненню зірки критичної щільності, необхідної для утворення чорної діри. Оскільки в цих процесах виробництва енергії вичерпається корисне паливо, зоря згодом обвалиться на собі, створюючи чорну діру.

Таким чином, ви не можете просто взяти великий об'єм газу і створити чорну діру. Відбуваються й інші фізичні процеси.

Простіше кажучи: тому що газ розбиває себе.

Коли газ (H або He) знаходиться під надзвичайно високим тиском, що відбувається до того, як утворюється чорна діра, атоми починають ядерний синтез, що вивільняє багато енергії. Цей безперервний потік енергії - це те, що робить Сонце яскравим, а також те, що утримує сонце від руйнування самого себе.

Коли синтез згоряє / зростає занадто багато одного елемента, інший елемент стає домінуючим елементом синтезу, що призводить до різних станів протягом життя зірки. І як тільки зірці закінчується пальне, гравітація перемагає.

Як каже Роб , вам потрібно буде набагато більше маси, ніж "масивна зірка", щоб протидіяти енергії ядерного синтезу.

$T^{3/2}/\rho^{1/2}$$T$$\rho$

$0.075M_{\odot}$$\sim 3M_{\odot}$

Однак у ранньому Всесвіті те, що ви пропонуєте, насправді може статися, і це може бути, як надмасивні чорні діри та квазари існують лише через кілька сотень мільйонів років після великого удару.

$10^4$$10^5$

Дивіться у цьому прес-релізі альтернативний підсумок цієї ідеї та посилання на останні наукові статті з цієї теми (наприклад, Agarawal et al. 2015 ; Regan et al. 2017 ).

Не повна відповідь, а більше, ніж коментар. Чи не можемо ми просто накопичити все більшу і більшу масу, щоб подолати проблеми, представлені іншими відповідями? Безумовно, в якийсь момент Всесвіту, наприклад, на самому початку, умови були сприятливими для формування надзвичайно масивних зірок, таких, що внутрішній тиск міг би подолати будь-який зовнішній тиск від тепла / синтезу. Можливо, тоді чорна діра може утворитися відразу, незважаючи на бар'єри, що запобігають тотальному краху. Зрештою, завжди є бар'єри, що запобігають тотальному колапсу, будь то радіаційний тиск, тиск виродження тощо. Це лише питання подолання його з достатньою масою.

$\sim50,000\:M_\odot$$\sim200$$300\:M_\odot$

Коли цей космічний газ збирається разом, утворюючи зірку, то вихідний газ, а тепер зірка, їхня маса є такою ж (незмінною), але розмір зменшується через силу тяжіння. Коли зірка руйнується на чорну діру, їх маса знову така ж, але розмір зменшилася, через силу тяжіння. Неправильно запитувати таким чином:

Отже, що зупинило космічний газ в першу чергу утворити чорну діру?

Космічний газ з часом стискається, щоб перетворитися в чорну діру (якщо початкова маса достатня для того, щоб вона існувала як зірка, а потім розпалася як чорна діра), лише спостерігач, який проводить розділ за всім процесом для спостереження [залежить від який розділ спостерігається]. Коли замінити об'єкт на аналогію цьому просто: нагрівання льоду. Лід тане, перетворюючись на воду, потім газ. Зараз ОП - це як запитання: чому лід при нагріванні не перетворюється на газ, а на воду? Це звучить логічно, але насправді саме конструкція слів містифікувала просту аналогію.