गुरुत्वाकर्षण पतन। न्यूट्रॉन तारे। ब्लैक होल्स

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गुरुत्वाकर्षण पतन। न्यूट्रॉन तारे। ब्लैक होल्स
गुरुत्वाकर्षण पतन। न्यूट्रॉन तारे। ब्लैक होल्स
Anonim

अंतरिक्ष में बहुत सी आश्चर्यजनक चीजें होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप नए तारे दिखाई देते हैं, पुराने गायब हो जाते हैं और ब्लैक होल बन जाते हैं। शानदार और रहस्यमय घटनाओं में से एक गुरुत्वाकर्षण पतन है जो सितारों के विकास को समाप्त करता है।

सितारा विकास उन परिवर्तनों का एक चक्र है जो एक तारा अपने अस्तित्व के दौरान (लाखों या अरबों वर्षों) से गुजरता है। जब इसमें हाइड्रोजन समाप्त हो जाता है और हीलियम में बदल जाता है, तो एक हीलियम कोर बनता है, और अंतरिक्ष वस्तु स्वयं एक लाल विशालकाय - देर से वर्णक्रमीय वर्गों का एक तारा, जिसमें उच्च चमक होती है, में बदलना शुरू हो जाता है। इनका द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान का 70 गुना हो सकता है। बहुत चमकीले सुपरजाइंट्स को हाइपरजाइंट्स कहा जाता है। उच्च चमक के अलावा, वे अस्तित्व की एक छोटी अवधि से प्रतिष्ठित हैं।

गुरुत्वाकर्षण पतन
गुरुत्वाकर्षण पतन

पतन का सार

इस घटना को उन तारों के विकास का अंतिम बिंदु माना जाता है जिनका वजन तीन सौर द्रव्यमान (सूर्य के भार) से अधिक है। इस मान का उपयोग खगोल विज्ञान और भौतिकी में अन्य अंतरिक्ष पिंडों के वजन को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। पतन तब होता है जब गुरुत्वाकर्षण बल बड़े द्रव्यमान वाले विशाल ब्रह्मांडीय पिंडों को बहुत जल्दी ढहा देते हैं।

तीन से अधिक सौर द्रव्यमान वाले तारे होते हैंदीर्घकालिक थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं के लिए पर्याप्त सामग्री। जब पदार्थ समाप्त हो जाता है, तो थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया भी रुक जाती है, और तारे यांत्रिक रूप से स्थिर नहीं रह जाते हैं। यह इस तथ्य की ओर जाता है कि वे सुपरसोनिक गति से केंद्र की ओर सिकुड़ने लगते हैं।

न्यूट्रॉन तारे

जब तारे सिकुड़ते हैं, तो इससे आंतरिक दबाव बनता है। यदि यह इतना मजबूत हो जाता है कि गुरुत्वाकर्षण संकुचन को रोक सके, तो एक न्यूट्रॉन तारा दिखाई देता है।

ऐसे ब्रह्मांडीय शरीर की एक सरल संरचना होती है। एक तारे में एक कोर होता है, जो एक क्रस्ट से ढका होता है, और यह बदले में, इलेक्ट्रॉनों और परमाणु नाभिक से बनता है। लगभग 1 किमी मोटा, यह अंतरिक्ष में पाए जाने वाले अन्य पिंडों की तुलना में अपेक्षाकृत पतला है।

न्यूट्रॉन तारे
न्यूट्रॉन तारे

न्यूट्रॉन तारों का भार सूर्य के भार के बराबर होता है। उनके बीच का अंतर यह है कि उनका दायरा छोटा है - 20 किमी से अधिक नहीं। उनके अंदर, परमाणु नाभिक एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं, इस प्रकार परमाणु पदार्थ बनाते हैं। यह अपनी तरफ से दबाव है जो न्यूट्रॉन तारे को और सिकुड़ने नहीं देता है। इस प्रकार के तारे की घूर्णन गति बहुत अधिक होती है। वे एक सेकंड में सैकड़ों चक्कर लगाने में सक्षम हैं। जन्म प्रक्रिया एक सुपरनोवा विस्फोट से शुरू होती है, जो किसी तारे के गुरुत्वीय पतन के दौरान होती है।

सुपरनोवा

सुपरनोवा विस्फोट एक तारे की चमक में तेज बदलाव की घटना है। फिर तारा धीरे-धीरे शुरू होता है और धीरे-धीरे दूर हो जाता है। इस प्रकार गुरुत्वाकर्षण का अंतिम चरण समाप्त होता हैढहना। पूरी प्रलय के साथ बड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है।

बड़ा ब्लैक होल
बड़ा ब्लैक होल

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पृथ्वी के निवासी इस घटना को तथ्य के बाद ही देख सकते हैं। प्रकोप होने के काफी समय बाद प्रकाश हमारे ग्रह तक पहुंचता है। इससे सुपरनोवा की प्रकृति का निर्धारण करने में कठिनाई हुई।

न्यूट्रॉन स्टार कूलिंग

न्यूट्रॉन तारे का निर्माण करने वाले गुरुत्वाकर्षण संकुचन की समाप्ति के बाद, इसका तापमान बहुत अधिक (सूर्य के तापमान से बहुत अधिक) होता है। न्यूट्रिनो कूलिंग के कारण तारा ठंडा हो रहा है।

एक दो मिनट में इनका तापमान 100 गुना गिर सकता है। अगले सौ वर्षों में - एक और 10 बार। किसी तारे की चमक कम होने के बाद उसके ठंडा होने की प्रक्रिया काफी धीमी हो जाती है।

गुरुत्वाकर्षण संकुचन
गुरुत्वाकर्षण संकुचन

ओपेनहाइमर-वोल्कोव सीमा

एक ओर, यह सूचक एक न्यूट्रॉन तारे के अधिकतम संभव वजन को प्रदर्शित करता है, जिस पर न्यूट्रॉन गैस द्वारा गुरुत्वाकर्षण की भरपाई की जाती है। यह गुरुत्वाकर्षण के पतन को ब्लैक होल में समाप्त होने से रोकता है। दूसरी ओर, तथाकथित ओपेनहाइमर-वोल्कोव सीमा भी एक ब्लैक होल के वजन की निचली सीमा है जो तारकीय विकास के दौरान बनाई गई थी।

कई अशुद्धियों के कारण, इस पैरामीटर का सटीक मान निर्धारित करना मुश्किल है। हालांकि, यह 2.5 से 3 सौर द्रव्यमान की सीमा में माना जाता है। फिलहाल, वैज्ञानिकों का दावा है कि सबसे भारी न्यूट्रॉन ताराJ0348+0432 है। इसका वजन दो सौर द्रव्यमान से अधिक है। सबसे हल्के ब्लैक होल का वजन 5-10 सौर द्रव्यमान होता है। खगोल भौतिकीविदों का दावा है कि ये डेटा प्रायोगिक हैं और केवल वर्तमान में ज्ञात न्यूट्रॉन सितारों और ब्लैक होल से संबंधित हैं और अधिक विशाल लोगों के अस्तित्व की संभावना का सुझाव देते हैं।

ब्लैक होल

ब्लैक होल अंतरिक्ष में पाई जाने वाली सबसे आश्चर्यजनक घटनाओं में से एक है। यह अंतरिक्ष-समय का एक क्षेत्र है जहां गुरुत्वाकर्षण खिंचाव किसी भी वस्तु को इससे बचने की अनुमति नहीं देता है। यहां तक कि जो पिंड प्रकाश की गति से गति कर सकते हैं (स्वयं प्रकाश के क्वांटा सहित) वे भी इसे छोड़ने में सक्षम नहीं हैं। 1967 तक, ब्लैक होल को "जमे हुए तारे", "कोलैप्सर" और "ढह गए तारे" कहा जाता था।

ब्लैक होल का विपरीत होता है। इसे व्हाइट होल कहते हैं। जैसा कि आप जानते हैं, ब्लैक होल से बाहर निकलना असंभव है। जहां तक गोरों का संबंध है, उनमें प्रवेश नहीं किया जा सकता।

एक तारे का गुरुत्वाकर्षण पतन
एक तारे का गुरुत्वाकर्षण पतन

गुरुत्वाकर्षण पतन के अलावा, आकाशगंगा या प्रोटोगैलेक्टिक आंख के केंद्र में पतन ब्लैक होल के बनने का कारण हो सकता है। एक सिद्धांत यह भी है कि ब्लैक होल हमारे ग्रह की तरह बिग बैंग के परिणामस्वरूप प्रकट हुए। वैज्ञानिक उन्हें प्राथमिक कहते हैं।

हमारी आकाशगंगा में एक ब्लैक होल है, जो खगोल भौतिकीविदों के अनुसार सुपरमैसिव पिंडों के गुरुत्वीय पतन के कारण बना था। वैज्ञानिकों का दावा है कि इस तरह के छेद कई आकाशगंगाओं के केंद्र का निर्माण करते हैं।

सुपरमैसिव का गुरुत्वाकर्षण पतनवस्तुओं
सुपरमैसिव का गुरुत्वाकर्षण पतनवस्तुओं

संयुक्त राज्य अमेरिका में खगोलविदों का सुझाव है कि बड़े ब्लैक होल के आकार को काफी कम करके आंका जा सकता है। उनकी धारणाएं इस तथ्य पर आधारित हैं कि सितारों को उस गति तक पहुंचने के लिए जिस गति से वे हमारे ग्रह से 50 मिलियन प्रकाश वर्ष स्थित M87 आकाशगंगा के माध्यम से आगे बढ़ते हैं, M87 आकाशगंगा के केंद्र में ब्लैक होल का द्रव्यमान होना चाहिए कम से कम 6.5 अरब सौर द्रव्यमान। फिलहाल, यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि सबसे बड़े ब्लैक होल का वजन 3 अरब सौर द्रव्यमान है, यानी आधे से भी ज्यादा।

ब्लैक होल संश्लेषण

एक सिद्धांत है कि ये वस्तुएं परमाणु प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप प्रकट हो सकती हैं। वैज्ञानिकों ने इन्हें क्वांटम ब्लैक गिफ्ट्स नाम दिया है। इनका न्यूनतम व्यास 10-18 m है, और सबसे छोटा द्रव्यमान 10-5 g. है।

गुरुत्वाकर्षण संकुचन
गुरुत्वाकर्षण संकुचन

लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर सूक्ष्म ब्लैक होल को संश्लेषित करने के लिए बनाया गया था। यह मान लिया गया था कि इसकी मदद से न केवल एक ब्लैक होल को संश्लेषित करना संभव होगा, बल्कि बिग बैंग का अनुकरण करना भी संभव होगा, जिससे पृथ्वी सहित कई अंतरिक्ष वस्तुओं के निर्माण की प्रक्रिया को फिर से बनाना संभव होगा। हालांकि, प्रयोग विफल रहा क्योंकि ब्लैक होल बनाने के लिए पर्याप्त ऊर्जा नहीं थी।

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