Perché il gas forma una stella anziché un buco nero?

Quando un gas spaziale viene unito, si forma una stella. D'altra parte, quando una stella massiccia muore, collassa in un buco nero.

Penseresti che la massa iniziale del gas sarebbe più grande della stella che esisteva da miliardi di anni e che aveva perso massa nel processo.

Quindi cosa ha impedito al gas spaziale di formare un buco nero in primo luogo?

In sostanza lo fa il gas, capita solo di formare prima una stella.

La massa non è l'unico fattore nella creazione di un buco nero. È inoltre necessario che questa massa raggiunga un'alta densità. Nel fare ciò, di solito si forma una stella. I processi di produzione di energia all'interno della stella producono una pressione che equilibra l'attrazione gravitazionale. Ciò impedisce a una stella di raggiungere una densità critica necessaria per la formazione del buco nero. Man mano che questi processi di produzione di energia esauriscono il combustibile utilizzabile, la stella alla fine collasserà su se stessa creando un buco nero.

Quindi non puoi semplicemente prendere un grande volume di gas e creare un buco nero. Si verificano altri processi fisici.

In parole povere: perché il gas si separa.

Quando il gas (H o He) viene sottoposto a una pressione estremamente elevata, che accade prima che si formi un buco nero, gli atomi iniziano la fusione nucleare, che rilascia molta energia. Quel flusso continuo di energia è ciò che rende il sole luminoso ed è anche ciò che impedisce al sole di collassare su se stesso.

Quando la fusione ha bruciato / fuso troppo di un elemento, un altro elemento diventa l'elemento dominante per la fusione, che conduce a stati diversi durante la vita di una stella. E una volta che la stella si esaurisce, la gravità vince.

Come dice Rob , avresti bisogno di molta più massa di quella di una "stella massiccia" per contrastare l'energia della fusione nucleare.

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

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

Tuttavia, nell'universo primordiale , ciò che suggerisci potrebbe effettivamente accadere e questo potrebbe essere il modo in cui buchi neri e quasar supermassicci esistono solo poche centinaia di milioni di anni dopo il big bang.

$10^4$$10^5$

Vedi questo comunicato stampa per un riepilogo alternativo di questa idea e collegamenti a recenti documenti accademici sull'argomento (ad esempio Agarawal et al. 2015 ; Regan et al. 2017 ).

Non una risposta completa, ma più di un commento. Non possiamo semplicemente accumulare sempre più massa per superare i problemi presentati dalle altre risposte? Sicuramente ad un certo punto nell'Universo, ad esempio, all'inizio, le condizioni erano favorevoli alla formazione di stelle estremamente massicce in modo tale che la pressione interna potesse superare qualsiasi pressione esterna dal calore / fusione. Forse allora potrebbe formarsi un buco nero, nonostante le barriere che impediscono il collasso totale. Dopotutto, ci sono sempre barriere che impediscono il collasso totale, che si tratti di pressione da radiazioni, pressione di degenerazione, ecc. È solo una questione di superarlo con una massa sufficiente.

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

Quando quel gas spaziale viene unito per formare una stella, il gas originale e ora una stella la loro massa è la stessa (invariata), ma le dimensioni si riducono, a causa della gravità. Quando la stella collassa per essere un buco nero, la loro massa è sempre la stessa ma le dimensioni si riducono, a causa della gravità. Non è un modo valido per chiedere in questo modo:

Quindi cosa ha impedito al gas spaziale di formare un buco nero in primo luogo?

Il gas spaziale alla fine si restringe per diventare un buco nero [se la massa iniziale è abbastanza buona da esistere come una stella e poi collassata come un buco nero], solo l'osservatore che prende sezione per sezione dell'intero processo da osservare [dipende da quale sezione viene osservata]. È semplice sostituire l'oggetto per analogia con questo: riscaldare il ghiaccio. Il ghiaccio si scioglie per diventare acqua, quindi gas. Ora l'OP è come chiedere: perché il ghiaccio non si trasforma in gas quando riscaldato ma in acqua? Sembra logico ma in realtà è il costrutto delle parole mistificato una semplice analogia.