Na pierwszym obrazku widzimy gwiazdę przed kolapsem, z dopalającym się paliwem. W jej środku znajduję się jądro składające się głównie z żelaza i warstw powyżej, składających się z lżejszych pierwiastków. W procesach jądrowych są one spalane i jądro z pierwiastków ciężkich przybiera na wielkości. Widać to na kolejnych obrazkach. Strzałki czarne i białe pokazują kierunek działania sił pod wpływem coraz cięższego jądra. Na trzecim rysunku widzimy że nasza gwiazda zmniejsza swój promień. Materia w tym czasie jest poddawana coraz większemu ciśnieniu, do momentu gdy siły jądrowe nie są w stanie zrównoważyć siły grawitacji. Energia neutronów wzrasta do zawrotnych wielkości, a ich prędkość osiąga wartości podświetlne. Schematycznie widać to na rysunku d. W tym momencie następuje wybuch supernowej (rys .e). Zewnętrzne warstwy są odrzucane z ogromnymi prędkościami. Ten wyrzut działa na jądro zgodnie z prawami mechaniki. Sytuacja identyczna niemal jak w zwykłym silniku odrzutowym, czy jonowym. Materia wyrzucana w każdą stronę działa na jądro jak swoista prasa i zgniata je do takiej gęstości, że zostaje przekroczony promień Schwarzschilda.
W tym momencie pojawia się horyzont zdarzeń. Zgodnie z OTW powinna pojawić się osobliwość.
To co napisałem nie jest niczym tajemnym i nie możemy tego przyrównać do modelu elektrono..haha… no ale… Czy wzięliśmy wszystko pod uwagę?
Pewnie nie. Gwiazdy posiadają wiele parametrów jakimi możemy je określić. Jednym z nich jest pole magnetyczne, innym ładunek. My braliśmy pod uwagę tylko masę, i o dziwo tylko masę grawitacyjną, zapominając o bezwładnej.
Każda gwiazda, bez żadnych wyjątków posiada rotację. Wraz z tą rotacją związany jest pęd, zależny od masy i prędkości rotacji (pomijam pęd jaki gwiazda posiada w swojej galaktyce, gdyż ten element pozostaje niezmienny, dla nowo powstałej czarnej dziury).
Gwiazdy o masach porównywalnych do mas naszego Słońca, posiadają prędkość na równiku około 25km/s. W skalach kosmicznych to bardzo niewiele, ale takie gwiazdy nas nie interesują, bo Słońce ma zbyt małą masę, by doszło do kolapsu grawitacyjnego. Interesują nas gwiazdy znacznie większe. Jako ciekawostkę podam że najszybszy pulsar obraca się z częstotliwością 716 Hz. Robi wrażenie prawda?
Nas jednak będą interesować większe obiekty. Istnieje klasa gwiazd gorących. Ich prędkość na równiku dochodzi do 350km/s. To już coś… prawda? To jeszcze stosunkowo niewiele jak się to porówna do rozmiarów tych gwiazd . Jednak nie o tym chciałem pisać. Mnie interesuje sam fakt rotacji i pędu z tym związanego. Masa gwiazdy jaka jest potrzebna do zapoczątkowania kolapsu do czarnej dziury to mniej więcej 30 mas słońca. Jest to więc gwiazda o znacznej prędkości rotacji na równiku.
Poczynię teraz założenie że prędkość kątowa rotacji gwiazdy jest wielkością stałą. Oznacza to że gwiazda wiruje w całej swojej objętości. Nie znam żadnych badań, mówiących o tym że tak nie jest. Oczywiście istnieją fluktuacje tej prędkości, co obserwujemy na Słońcu. Są to jednak zjawiska lokalne. Tak więc największa prędkość linową ma materia na powierzchni gwiazdy, a czym bliżej jej środka, tym ta prędkość maleje (mowa oczywiście o przekroju na równiku)
Podczas wybuchu supernowej zewnętrzna warstwa materii zostaje odrzucona. Jak gruba jest to warstwa? Wszystko zależy od masy tej gwiazdy. Przykładowe obliczenia zrobię w następnych notkach. Po wybuchu pozostanie nam kolapsujące jądro, obdarzone dokładnie tą sama prędkością kątową rotacji. Tutaj warto poczynić założenie, że prędkość kątowa rotacji kolapsjącego jądra jest taka sama jak gwiazdy z jakiej to jądro powstało.
Skoro wiemy że materia z jakiej będzie składać się przyszła nasza czarna dziura, posiada rotację, możemy policzyć jej wartość liniową. Tym sposobem poznamy coś o czym wcześniej nie wiedzieliśmy. Wiedząc, że czym bliżej środka tym większa gęstość, oraz że czym bliżej środka tym mniejsza prędkość liniowa materii, możemy policzyć rozkład momentu pędu materii w kolapsującej czarnej dziurze. Jakie to będą wartości? Tak jak pisałem wcześniej, będziemy to liczyć w przyszłości. Na razie opracowujemy sobie model teoretyczny, że tak powiem na sucho.
Powrócę teraz do początku notki i hipotezy że materia wewnątrz czarnej dziury posiada masę bezwładną. Załóżmy że prędkość liniowa zewnętrznej warstwy jądra wynosi Vz. Możemy teraz ta warstwę podzielić na skończoną ilość elementów, a każdy z nich będzie miał właśnie taka prędkość, oraz określoną masę. Możemy więc policzyć dwie siły działające na tą materię, czyli siłę grawitacji, powodującą kolaps, oraz siłę pozorną, jaka pojawia się w wyniku rotacji.
Siły te są skierowane przeciwnie. Dzięki takiemu układowi krążą nasze sztuczne satelity, planety, gwiazdy i galaktyki. Jedyna różnica to to, że w naszym przypadku siły się nie równoważą.
Zadać należy w tym momencie pytanie:
Czy istnieją takie parametry wejściowe, by te siły się zrównoważyły?
Moim zdaniem tak. W czasie kolapsu będzie cały czas malał promień naszej materii. Zgodnie z założeniem że prędkość linowa jest stała dla każdej warstwy (prawo zachowania pędu), to prędkość kątowa będzie wtedy rosnąć. Skutkiem zmniejszania się średnicy (promienia) będzie potęgowy wzrost pozornej siły bezwładności. Być może że istnieje moment, dla którego te dwie siły osiągną równowagę. W praktyce oznaczało by to zatrzymanie kolapsu w pewnym punkcie.
Według mojej oceny taki proces może realnie zachodzić. Poszlaki jaki wskazałem są realne i sprawdzone empirycznie. Inna poszlaka jest fakt, że jeżeli kolaps by się nie zatrzymał, materia zgnieciona do nieskończoności utraciła by swoje cechy takie jak np. grawitacja, prędkość, czy pęd. Realnie oznaczało by to zniknięcie czarnej dziury w jakimś dziwnym procesie. Fizycy mówią że w osobliwości. Jak dotąd nic takiego nie zostało zaobserwowane. Uważam że założenie o jadrze kolapsującym do nieskończonej gęstości jest tylko teoretycznym tworem, niemożliwym w praktyce. Jeżeli jednak coś takiego by się stało, to powinno ono mieć obserwowalne skutki, np. w postaci zniknięcia pola grawitacyjnego. Na dodatek w czarnej dziurze jest materia o ściśle określonej energii. Coś z tą energią musiał by się stać. Zważywszy że jest jej dość sporo, powinien pojawić się jakiś dowód obserwacyjny. Jak dotąd nic takiego nie zaobserwowano (nie licząc słabych rozbłysków gamma, ale to zbyt małe ilości energii by mogło to być końcem czarnej dziury).
Teraz słowo o następnej notce. Znając procesy kinetyczne zachodzące w czarnej dziurze, w czasie kolapsu, możemy obliczać hipotetyczny kształt naszej osobliwości. Rozkład gęstości, prędkości liniowe warstw. Siły bezwładności i grawitacji będą determinował kształt czarnej dziury w sposób jednoznaczny. Byłem zdumiony czytając notkę Einego, a konkretnie opisu modeluPana Dokuczajewa. Jego konkluzje są jakby nazbyt zgodne z tym co piszę. To był tez powód do napisania tej notki. W końcu wszystkie drogi prowadzą do Rzymu.
Ze wstępnych obliczeń, dochodzę do wniosku że rozkład materii pod horyzontem będzie przypominał torus. Wynik jednak może być jeszcze bardzo niepewny, bo obliczenia są bardzo przybliżone, a na dodatek nie ma w nich poprawek z OTW. Mechanika Newtona jest bardzo niedokładna przy tak mocnej grawitacji, a prędkości rotacji jądra czarnej dziury wchodzą w zakresy podświetlne.
Jak widać pracy pozostało jeszcze mi wiele, a okres dla mnie trudny ze względów zawodowych. Temat jednak bardzo mnie ciekawi, a wynik jest tak niepewny, że można czuć się jak Krzysztof Kolumb płynący w łupinie. Tak czy siak, ma ciekawą zabawę.
Zdaję sobie sprawę że opisałem to dość chaotycznie. Obiecałem jednak że dziś puszczę tą notkę. Baty się należą, przyjmę je z godnością.
Zapraszam wszystkich zainteresowanych do współpracy.
Pozdrawiam: Mariusz Szczepek
Przepraszam za jakość rysunku, ale to ze zwykłeko painta. Chwilowo tylko nim dysponowałem
