恒星の晩年は重力崩壊が起こるらしいですが、恒星が重力に負けて収縮する過程が理解できません。

ベストアンサー

1

1人がナイス!しています

ThanksImg質問者からのお礼コメント

皆様回答ありがとうございます。

お礼日時:1/24 20:45

その他の回答(5件)

0

>恒星の晩年は重力崩壊が起こるらしいですが、 そんなこと、ないですが? らしい?どこからそんなデタラメを? >恒星が重力に負けて収縮する過程が理解できません。 重力? 自重のこと? 過程? そんなもの… >全ての原子は崩壊して中性子や電子などの素粒子に分解されて収縮するんでしょうか? しませんよ? 質問者は、何か過度の飲酒とか、ドラッグとか、脱法ハーブとかしてるの?

0

常に重力崩壊がこるわけではなく、中心核が鉄オンリーにまで至らない太陽のような恒星の方がはるかに多いはずです。 重力崩壊するにはよほど大質量星でないと超新星爆発までいきません。

0

重い恒星の核は最終的に核融合を起こさない鉄がたまります。核では核融合でエネルギーが発生しないので自己重力を支えるものが電子の縮耐圧になっています。この縮耐圧に支えられている核は、太陽の1.4倍の質量になると縮耐圧では支えきれなくなり崩壊します。そして核が原子核程度の密度になったとき、崩壊中に大量にできた中性子の縮耐圧によって支えることができるようになり、崩壊が止まります。

0

太陽の30倍の質量の恒星は、重力崩壊しブラックホールになります。そのことを説明します。 ブラックホールは大きさの無い点(特異点)ではありません。この宇宙の最大の密度はプランク距離立方(プランク体積)にプランク質量があるプランク密度です。 ですから、ブラックホールと言えどもプランク密度より高密度になることはありません。 では、ブラックホールの密度と大きさを考察します。 恒星は自己重力が強いのですが、核融合反応による爆発力により、双方の力が釣り合い一定の大きさを保っています。 しかし、核融合反応が終わると自己重力のみとなります。質量が太陽の約30倍以上ある星の場合、自己重力により核が収縮(重力崩壊)を続けます。つまり、自分自身の中に落下し続けます。この様にして、非常に小さいけれども巨大質量を持つブラックホールが出来上がります。 太陽の質量は、(1.9891×10^30)㎏ですから、太陽の30倍の恒星の質量は(5.9673×10^31)㎏です。この様に、ブラックホールは無限大の質量を持つ訳ではありません。 では、どこまで重力崩壊を続けるのでしょうか。太陽の30倍の質量が全てブラックホールになった場合を想定して、そのブラックホールの大きさと密度を求めて見ます。 超ひも理論では、物質を構成する基本粒子は、1本の超ひもの振動として表現されます。 1本の超ひもの長さはプランク長Lp(1.616229×10^-35)mです。その上を振動が光速c(2.99792458×10^8)m/sで伝わります。1本の超ひもの端から端まで振動が伝わる速さがプランク時間Tp(5.39116×10^-44)sです。従って、 ①c=Lp/Tp=(1.616229×10^-35)m÷(5.39116×10^-44)s=(2.99792458×10^8)m/s です。 また、1本の超ひもの振動数が多くなるほど質量が増えエネルギーが増します。そして、最短時間であるプランク時間に1回振動する超ひもが最もエネルギーが多くなります。この時の振動回数は、(1/Tp)回/秒です。 ただし物質波は、ヒッグス粒子により止められ円運動しています。ですから、半径プランク長lpの円周上を1回回る間に1回振動する物質波が最も重い粒子です。これを「プランク粒子」と言います。この時2πtpに1回振動します。ですから、周波数f=1/2πtp[Hz]です。 そして、「光のエネルギーE=hf(h=プランク定数、f=周波数)」なので 1本の超ひものエネルギー=プランク定数h×周波数f=(6.626069×10^-34Js)×1秒間の振動数 です。従って、 プランク粒子のエネルギーE=h/2πTp=(1.956150×10^9)J です。これをプランクエネルギーEpと言います。「E=mc^2」なので、 最も重い1つの粒子の質量=プランクエネルギーEp÷c2=( 2.17647×10^-8) Kg です。これをプランク質量Mpと言います。 ※プランク時間tpとプランク距離lpは、従来の物理学が成立する最短の時間と距離です。これより短い時間や距離では、従来の物理学は成立しないのです。 それは、全ての物理現象が1本の超ひもの振動で表され、その長さがプランク長lpで、最も周波数の高い振動がプランク時間tpに1回振動するものだからです。 ただし、物質波はヒッグス粒子により止められ円運動しているので、最短波長は半径プランク距離lpの円周2πlpとなります。超ひもの振動は光速度cで伝わるので、この最も重いプランク粒子は2πtpに1回振動します。 決して、πは中途半端な数字ではなくて、幾何学の基本となる重要な意味を持つ数字です。 そして、超ひもの振動自体を計算するには、新しい物理学が必要となります。それが、超ひも理論です。 最も重いプランク粒子が接し合い、ぎゅうぎゅう詰めになった状態が最も高い密度です。1辺がプランク距離の立方体(プランク体積)の中にプランク質量Mpがあるので、 最も高い密度=プランク質量Mp÷プランク体積=( 2.17647×10^-8) Kg÷(1.616229×10^-35m)3=(5.157468×10^96)㎏/m3 です。これをプランク密度と言います。 太陽の30倍の質量の物質も、プランク密度まで小さくなります。ですから ブラックホールの体積=太陽の30倍の質量÷プランク密度=(5.9673×10^31)㎏÷(5.157468×10^96)㎏/m3=(3.856737×10^-67)立米 です。この体積の球体の半径rを求めて見ましょう。球の体積V=(4/3)πr^3なので、 ブラックホールの半径r=[3]√{V×(3/4)π}= r=[3]√{(3.856737×10^-67)立米×(3/4)π}=(4.515548×10^-23)m です。 この様に太陽の30倍の質量を持つ恒星がブラックホールになった場合、その重さは(5.9673×10^31)㎏で、その大きさは半径(4.515548×10^-23)mの球体です。 プランク時間tpとプランク距離lpは、従来の物理学が成立する最短の時間と距離です。これより短い時間や距離では、従来の物理学は成立しないのです。 それは、全ての物理現象が1本の超ひもの振動で表され、その長さがプランク長lpで、最も周波数の高い振動がプランク時間tpに1回振動するものだからです。 ただし、物質波はヒッグス粒子により止められ円運動しているので、最短波長は半径プランク距離lpの円周2πlpとなります。そして、超ひもの振動は光速度cで伝わるので、この最も重いプランク粒子(波長2πlpの最短の物質波)は2πtpに1回振動します。 決して、πは中途半端な数字ではなくて、幾何学の基本となる重要な意味を持つ数字です。 そして、超ひもの振動自体を計算するには、新しい考え方が必要となります。それが、超ひも理論です。これは、ニュートン力学→量子力学+相対性理論→超ひも理論と発展したもので、前者を否定するものではありません。 詳細は、下記のホームページを参照下さい。 http://catbirdtt.web.fc2.com/burakkuhorunosikumi.html

0

全ての恒星で重力崩壊が起きるわけではありません。 超新星爆発を起こして爆散して終わる星もあれば、爆発すら起こさずに徐々に冷えていくだけで一生を終わる星も多くあります。 で、重力崩壊を起こす場合にはただ収縮するのではなくて、超新星爆発を起こした際に核の部分が爆縮される事で物質がその形を維持できないほど圧縮されることで起きます。 この時に原子などは中性子や陽子も崩壊すると考えられています。

ちなみに「太陽質量の8倍」程度の恒星では重力崩壊まではできませんよ。 大雑把に言って30倍ぐらいは必要だろうと考えられています。 それぐらいの質量の恒星が終焉の際に超新星爆発を起こしたときに、核を残して吹き飛び、残った核がブラックホールになるだろうと考えられているだけです。 太陽質量の8倍というのは星の生涯で「鉄まで核融合で生成する質量」ですね。一生の間に鉄まで核融合しても、中性子星まではできても「重力崩壊を起こしてブラックホールになることはない」のです。