Крайон. Откровения: что мы знаем о Вселенной

На каком – то этапе эволюции температура ядра протозвезды становится настолько высокой, что в нем возникает термоядерная реакция, сопровождающаяся выделением огромного количества тепловой энергии. Эта энергия начинает излучаться с поверхности звезды, и температура на поверхности оказывается ниже, чем в ядре. По мере увеличения температуры во внутренних слоях протозвезды повышается внутреннее давление, стремящееся ее разжать. Когда между сжимающими силами (гравитационными) и расширяющими силами (силами внутреннего давления и центробежными силами, связанными с вращением звезды) наступит равновесие, протозвезда превращается в звезду. При этом наступает равновесие и между количеством тепла, отдаваемого вовне, и количеством тепла, получаемого от термоядерной реакции. В стабильном состоянии звезда может функционировать миллиарды земных лет.

Однако через миллиарды лет ее устойчивого существования, когда выгорит весь водород и превратится в гелий, наступает старость звезды. А дальше – смерть.

Разные звезды (большие и малые) умирают по – разному. Малые звезды, к которым относится и наше Солнце, умирают не так эффектно, как массивные. Но в любом случае, при наступлении старости сжатие звезды существенно убыстряется. Гравитационные силы могут сжимать наше Солнце до тех пор, пока его радиус не станет равным 6000 км. При этом плотность Солнца возрастет до 15 000 т/см³.

При такой плотности гравитационные силы, направленные внутрь нашего Солнца, полностью уравновесятся силами отталкивания, существующими между отдельными частицами – электронами и ионами. Эти силы, направленные наружу, остановят процесс дальнейшего гравитационного сжатия Солнца, и оно постепенно остынет, превратившись в белого карлика.

Иначе обстоят дела с большими звездами. Здесь возможны два варианта.

Если после некоторого сжатия звезда все же сохранила какое – то количество вещества, способного взорваться, то она взрывается, выбрасывая свои внешние слои в космическое пространство.

Однако если масса большой звезды значительно превышает удвоенную массу нашего Солнца, то ее способность взрываться рано или поздно иссякнет. Она продолжит сжиматься до своего критического радиуса[36] и критической плотности. Такая звезда способна лишь притягивать к себе все соседние тела и частицы («пожирает материю»), но не может отдать в окружающее пространство ни одной частицы.

При дальнейшем сжатии гравитационные силы продолжают расти, а центробежные силы достигают своего максимума, ибо частица не может иметь скорость, большую скорости света. Гравитационные силы становятся настолько могущественными, что ни одна материальная частица, даже фотон, не может оторваться от поверхности небесного тела.

Например, для нашего Солнца критический радиус равен 2,9 км. Однако расчеты показали, что наше Солнце никогда не сможет сжаться до таких размеров.

Действительный член АН СССР Л. Д. Ландау теоретически установил, что если масса физического тела превышает удвоенную массу нашего Солнца и если его плотность выше плотности атомного ядра, то в природе не существует сил, способных остановить его катастрофическое гравитационное сжатие, которое будет происходить до тех пор, пока оно не исчезнет в «черной» космической дыре⁵⁶. Такое исчезновение в «черной» дыре называется гравитационным коллапсом.

Гравитационный коллапс

Представим себе, что большая звезда имеет массу, превышающую в 5–10 раз массу нашего Солнца. Предположим, что ее способность взрываться полностью иссякла, и в данный момент она вращается вокруг своей оси со скоростью, равной скорости света. Гравитационные силы сжали ее до критического радиуса и критической плотности и продолжают сжимать все больше и быстрее.

Наконец, сопротивление электронов становится недостаточным для того, чтобы остановить сжатие, которое заставляет все электроны сливаться с протонами, вследствие чего все протоны превращаются в нейтроны. Такую звезду называют нейтронной. Ее плотность достигает нескольких миллиардов тонн на один кубический сантиметр. И эта растущая плотность убыстряет процесс сжатия. Когда плотность достигает 150 млрд т/см³, нейтроны превращаются в гипероны. Остановить катастрофическое сжатие не представляется возможным⁵⁷.

Такую необратимую потерю устойчивости космической системы (звезды или галактики) вследствие превышения сил сжатия над силами разжатия называют гравитационным коллапсом.

Звезда, сжимаясь с огромной силой, полностью раздавливает саму себя своим собственным весом, превращаясь за несколько секунд в идеальную точку, от которой, следуя Козыреву, тянется своеобразный «канал», или «туннель», в иной мир. Такую идеальную могилу материальной звезды или галактики принято называть «черной» дырой. Академик Зельдович образно назвал «черную» дыру «гравитационной могилой».

Что произошло с громадным количеством вещества погибшей звезды? Куда оно делось?