Колапс гравітаційний

Визначення і загальна характеристика

КОЛА́ПС ГРАВІТАЦІ́ЙНИЙ  — швидке стисне­н­ня масивних тіл під дією власних сил тяжі­н­ня. У широкому плані К. г. називають будь-який процес стисне­н­ня речовини під дією влас. гравітації, якщо його не можуть зупинити ін. сили (зокрема тиску). Напр., кола­псувати може без­­­зіткнювал. темна матерія і газ з утворе­н­ням великомас­штаб. структури Всесвіту та її елементів. Досить часто під К. г. ро­зуміють завершал. стадію еволюції зір з кінцевою масою М більше декількох мас Сонця М_е. У цьому разі К. г. має ката­строфіч. характер. У звичай. зорі гра­­вітац. силам стисне­н­ня протидіють сили тиску гарячої плазми. Після закінче­н­ня в зорі паль­­ного для термоядер. реакцій вона охолоджується і, якщо її кін­­цева маса більше ≈1.4 М_е, вона втрачає свою мех. стійкість і починає стискатися — кола­псувати. За 1.4 < М/М_е < 2.5 ÷ 3 зростаючий внутр. тиск зупиняє гравітац. стиснення і в результаті колапсу утворюється надгуста нейтронна зоря з розмірами порядку десятків кілометрів; за цих умов переважна частка матерії складається з нейтронів, що забезпечують осн. внесок у тиск. Процес колапсу в нейтронну зорю може супроводжуватися спалахом наднової та утворенням пульсара — нейтрон. зорі з потуж. магніт. полем, яка швидко обертається. Якщо кінцева маса холод. зорі перевищує ~3М_е, то К. г. призводить до її пере­творе­н­ня на чорну діру — область простору-часу, з якої завдяки потуж. гравітації не може ви­рватися жоден обʼєкт, навіть світло (якщо не при­ймати до уваги квант. процеси. Незаряджену чорну діру повністю характеризують її маса та кутовий момент. З точки зору від­даленого спо­стерігача процес колапсу в чорну діру триває нескінчен. час; при цьому яскравість зорі швидко згасає. Оскільки чорна діра прак­­тично сама не ви­промінює, її можна ви­вчати лише непрямим чином, зокрема за спо­стереже­н­нями світних обʼєктів в її околі. Так, виявлені чорні діри з масами в декілька М_е за рухом компань­йонів у по­двій. зоряних системах, а також надмасивні чорні діри з масами від міль­йонів до мільярдів М_е в актив. ядрах галактик завдяки ви­промінюван­ню з гарячого газу та плазми навколо цих чорних дір.

Літ.: Зельдович Я. Б., Новиков И. Д. Теория тяготения и эволюция звезд. Москва, 1971; Шапиро С. Л., Тьюколс­­ки С. А. Черные дыры, белые карлики и нейтрон­ные звезды / Пер. с англ. Москва, 1985. Т. 1–2; Новиков И. Д., Фролов В. П. Физика черных дыр. Москва, 1986; Ландау Л. Д., Лиф­­шиц Е. М. Теоретическая физика. Т. 2. Теория поля. Москва, 1988; Яцків Я. С., Александров О. М., Вавилова І. Б. та ін. Загальна теорія від­носності: ви­про­­бува­н­ня часом. К., 2005; Жданов В. І. Вступ до теорії від­носності. К., 2008.

В. І. Жданов

Завантажити статтю