Sunt un amator de astronomie, mai nou, și vreau să împărtășesc cu voi un subiect fascinant, pe care l-am studiat în ultimul timp. Sper să fie folositor cuiva.

De curând, încerc să înțeleg la nivel conceptual cum funcționează anumite obiecte cerești. Azi voi scrie despre cum funcționează o stea și ce o ține în viață atât de mult, căci ai putea zice că e aproape un perpetuum mobile natural, din punctul de vedere al conservării, emiterii de energie și duratei de viață de miliarde de ani. Totodată este interesant cum astronomii au ajuns să detecteze structura chimică a obiectelor cerești aflate la ani lumină distanță cu ajutorul spectrografiei și telescoapelor ultraperformante. În infraroșu, de exemplu anumite substanțe au o anumită culoare, incandescență și astfel se poate spune cu aproximație structura unei planete sau a unei stele etc.

Studiind obiectele cerești poți înțelege mai departe cum funcționează găurile negre. Găurile negre sunt interesante pentru că acolo se colapsează sub forța gravitației o stea întreagă care rămâne fără combustibil. Într-o gaură neagră continuumul spațiu-timp este distorsionat. Doar o stea masivă poate crea o gaură neagră în urma unei explozii și a colapsului. 

Domeniul la modă acum de studiat este gravitația cuantică care stă la baza înțelegerii funcționării găurilor negre și face legătura între teoria generală a relativității și a mecanicii cuantice. Este vorba de teoria unificată la care visa Einstein, celebru prin vorbele sale aspiraționale (“Vreau să înțeleg cum gândește Dumnezeu”). Einstein nu credea într-un Dumnezeu intervenționist, ci mai degrabă unul “mecanic” care a făcut reglaje fine acestui univers ca în principiul antropic. Mulți fac referire la “Dumnezeul lui Spinoza”. 

Principiul antropic subliniază faptul că legile fundamentale ale naturii și valorile constantelor fizice par a fi „reglate fin” pentru a permite existența vieții așa cum o cunoaștem. De exemplu, dacă forța dintre protoni și neutroni ar fi fost puțin mai puternică sau mai slabă, stelele nu ar fi putut produce elementele necesare vieții. 

Radiația Hawking descoperită de cel cu același nume, a demonstrat că găurile negre se disipează în timp, se “evaporă” prin ruperea legăturilor cuantice (quantum entanglement)

Tot prin studiul găurilor negre a început studiul principiului hologramei, faptul că acest univers este o simulare iar la baza acestuia se află holograma. Partea cu simularea e o ipoteză demnă de luat în calcul.

Pe această temă a teoriei gravitației cuantice găsiți cartea lui Brian Cox și Jeff Forshaw sau clipul de mai jos.

Să ne întoarcem la subiectul nostru.

Este interesant de aflat mai întâi cum iau naștere stelele.

Nașterea unei stele este un proces dramatic care se desfășoara în nebuloase, acei nori gigantici de gaz și praf din spațiu. Iată care sunt pașii principali:

• Mișcare și agitație:  În nebuloase, particulele de gaz și praf sunt în continuă mișcare. Unele zone ale nebuloasei pot deveni mai dense din cauza gravitației sau undelor de șoc de la explozii ale unor stele din apropiere.
• Creșterea densității: Pe măsură ce o regiune a nebuloasei devine mai densă, forța gravitațională asupra particulelor crește. Aceasta determină atragerea a tot mai mult gaz și praf către centrul zonei dense.
• Creșterea temperaturii:  Comprimându-se sub influența gravitației, gazul din centrul zonei dense începe să se încălzească.
• Fuziunea nucleară:  Când temperatura devine suficient de ridicată (zeci de milioane de grade celsius), are loc fuziunea nucleară – procesul prin care atomii de hidrogen se combină pentru a forma heliu, eliberând o cantitate enormă de energie.
• Steaua nou-născută: Eliberarea de energie din fuziunea nucleară generează presiune care se opune forței gravitaționale, oprind prăbușirea nucleului.  În acest moment se naște o stea aflată în echilibru stabil.

Așadar, acum că am văzut cum iau naștere stelele din nori de gaz, în principal hidrogen, putem înțelege funcționarea unei stele la nivel conceptual. 

Aceasta implică un echilibru constant între forțele gravitaționale care o trag spre interior și presiunea termică opusă generată de procesele de fuziune nucleară din nucleu. 

Fuziunea nucleară este procesul prin care doi nuclei atomici mici se combină pentru a forma un nucleu mai greu, eliberând o cantitate enormă de energie în acest proces.  Acest proces este similar cu cel care alimentează o bombă atomică, dar la o scară mult mai controlată.

Presiunea generată de fuziunea nucleară acționează ca o forță opusă gravitației, menținând steaua stabilă. Pe măsură ce o stea își epuizează combustibilul fuzionabil de hidrogen, echilibrul se schimbă. Gravitația preia controlul, iar steaua începe să se prăbușească spre interior.

Ulterior, calea evoluției stelare depinde de masa stelei. Stelele cu mase mai mici devin gigante roșii, apoi își pierd straturile exterioare pentru a forma nebuloase planetare și, în cele din urmă, lasă în urmă o stea pitică albă. Stelele cu mase mari pot exploda ca supernove, lăsând în urmă stele neutronice sau găuri negre.

Îți va schimba perspectiva.