Warum bildet Gas einen Stern anstelle eines Schwarzen Lochs?

Wenn ein Raumgas zusammengezogen wird, entsteht ein Stern. Wenn andererseits ein massereicher Stern stirbt, bricht er zu einem Schwarzen Loch zusammen.

Sie würden denken, dass die anfängliche Masse des Gases größer wäre als der Stern, der seit Milliarden Jahren existiert und dabei an Masse verloren hat.

Was hat also das Weltraumgas daran gehindert, überhaupt ein Schwarzes Loch zu bilden?

Im Grunde genommen bildet Gas zufällig zuerst einen Stern.

Die Masse ist nicht der einzige Faktor, der zur Entstehung eines Schwarzen Lochs beiträgt. Sie müssen auch für diese Masse eine hohe Dichte erreichen. Dabei bildet sich meist ein Stern. Die Energieerzeugungsprozesse im Inneren des Sterns erzeugen einen Druck, der die Anziehungskraft der Gravitation ausgleicht. Dies verhindert, dass ein Stern eine kritische Dichte erreicht, die für die Bildung von Schwarzen Löchern erforderlich ist. Da diese Energieerzeugungsprozesse keinen brauchbaren Brennstoff mehr haben, wird der Stern irgendwann in sich zusammenfallen und ein Schwarzes Loch bilden.

Man kann also nicht einfach eine große Menge Gas nehmen und ein schwarzes Loch erzeugen. Andere physikalische Prozesse treten auf.

In einfachen Worten: Weil sich das Gas selbst zerlegt.

Wenn das Gas (H oder He) unter extrem hohen Druck gesetzt wird, bevor sich ein Schwarzes Loch bildet, beginnen die Atome mit der Kernfusion, die viel Energie freisetzt. Dieser kontinuierliche Strom von Energie ist es, der die Sonne hell macht und auch die Sonne davon abhält, in sich zusammenzufallen.

Wenn die Fusion zu viel von einem Element verbrennt / verschmilzt, wird ein anderes Element zum dominanten Element für die Fusion, was während des Lebens eines Sterns zu unterschiedlichen Zuständen führt. Und wenn dem Stern der Treibstoff ausgeht, gewinnt die Schwerkraft.

Wie Rob sagt , braucht man viel mehr Masse als die eines "massereichen Sterns", um der nuklearen Fusionsenergie entgegenzuwirken.

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

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

Doch im frühen Universum, was Sie vorschlagen könnten tatsächlich passieren , und dies könnte sein , wie supermassive schwarze Löcher und Quasare existieren nur wenige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall.

$10^4$$10^5$

In dieser Pressemitteilung finden Sie eine alternative Zusammenfassung dieser Idee und Links zu aktuellen wissenschaftlichen Arbeiten zum Thema (z . B. Agarawal et al. 2015 ; Regan et al. 2017 ).

Keine vollständige Antwort, sondern mehr als ein Kommentar. Können wir nicht einfach mehr und mehr Masse anhäufen, um die Probleme der anderen Antworten zu überwinden? Sicherlich waren irgendwann im Universum, z. B. zu Beginn, die Bedingungen günstig, um extrem massive Sterne zu bilden, so dass der Druck nach innen den Druck nach außen durch Hitze / Fusion überwinden konnte. Möglicherweise könnte sich dann sofort ein Schwarzes Loch bilden, obwohl die Barrieren einen totalen Zusammenbruch verhindern. Schließlich gibt es immer Barrieren, die einen totalen Zusammenbruch verhindern, sei es Strahlungsdruck, Entartungsdruck usw. Es geht nur darum, ihn mit genügend Masse zu überwinden.

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

Wenn dieses Raumgas zusammengezogen wird, um einen Stern zu bilden, ist die Masse des ursprünglichen Gases und jetzt des Sterns gleich (unverändert), aber die Größe wird aufgrund der Schwerkraft verringert. Wenn der Stern zu einem Schwarzen Loch zusammenbricht, schrumpft seine Masse aufgrund der Schwerkraft erneut. Es ist keine gültige Methode, auf diese Weise zu fragen:

Was hat also das Weltraumgas daran gehindert, überhaupt ein Schwarzes Loch zu bilden?

Das Weltraumgas schrumpft schließlich zu einem Schwarzen Loch [wenn die anfängliche Masse ausreicht, um als Stern zu existieren, dann kollabiert sie als Schwarzes Loch], von dem nur der Beobachter Abschnitt für Abschnitt des gesamten zu beobachtenden Prozesses abhängt [ welcher Abschnitt ist zu beachten]. Es ist ganz einfach, wenn Sie das entsprechende Objekt ersetzen: Erhitzen Sie das Eis. Eis schmilzt zu Wasser, dann zu Gas. Jetzt fragt man sich im OP: Warum wird Eis beim Erhitzen nicht zu Gas, sondern zu Wasser? Es klingt logisch, aber tatsächlich ist es das Konstrukt der mystifizierten Wörter, eine einfache Analogie.