Sai Ram, üdvözlök mindenkit újra! Remélem, izgalmasnak találjátok ezt az utazást. A múlt alkalommal megismertettelek benneteket néhány ténnyel az Univerzumunk keletkezésével kapcsolatban. Ma a csillagok keletkezéséről és megszűnéséről szeretnék mesélni nektek. Igaz, a csillagoknak nincs olyan életük, mint nekünk, embereknek, ám vannak olyan tényezők, amik létrehozzák őket, illetve a megszűnésüket okozzák. Ha hiszitek, ha nem, a csillagok is újraszületnek, akárcsak mi, emberek, tehát izgalmas felfedezés előtt állunk!



Kezdetben…
Ami az embereket illeti, a Biblia szerint minden Ádámmal és Évával kezdődött. Hasonló módon nekünk is azzal kell kezdenünk, hogyan jött létre a legelső csillag az Univerzumban. Ehhez vissza kell mennünk az Univerzum keletkezéséhez, az ú.n. ősrobbanáshoz. Most ugorjunk egy pillanatra az események sorrendjében, amik a keletkezést követő legelső másodpercben történtek. Bár a legelső másodperc nagyon fontos és hihetetlenül lenyűgöző, jelenlegi célunkat tekintve jobb, ha az első másodpercet kihagyjuk. Tehát milyen volt az Univerzum, amikor egy másodperces kisbaba volt?

Legelőször ejtsünk szót a méretekről! Az Univerzum egy másodperces korában kb. 10 milliárd km  sugarú volt {egy fényév ezreléke}. Összehasonlításképpen, a Plútó és a Nap távolsága kb. 6 milliárd km. Ma az Univerzum mérete megközelítőleg 15 milliárd fényév. Csak emlékeztetőül megemlítem, hogy egy fényév 10 trillió km távolságnak felel meg; így ma az Univerzum sugara tíz trilliószor 15 milliárd km! Hűha, ugye? Ezt látván elmondhatjuk, hogy az Univerzum egy másodperces korában tényleg kicsi volt a mai méretéhez képest.

Most nézzük meg miből épült fel az Univerzum, amikor még csak egy másodperce létezett. Vajon voltak benne csillagok és bolygók? Nem, semmi sem volt. A baba Univerzum elektronokból és atommagokból állt, amik olyan egyszerű elemeket alkottak, mint a hidrogén és egy kis hélium, ez minden. A következő pár ezer évben nem sok minden történt, azt leszámítva, hogy a bébi növekedett, és a tágulás következtében, az Univerzum alapvetően hidrogén és hélium gázokkal töltődött fel. Természetesen a gázok nem arányosan oszlottak el; egyes helyeken több volt, míg máshol kevesebb. Tulajdonképpen mindenütt gáz volt jelen, csak más-más sűrűségű.

 Győzött a gravitáció
Úgy egymilllió évvel az Univerzum születése után {ekkorra az Univerzum már nagyobb méretű volt} egyes helyeken, ahol nagy volt a gázok koncentrációja, a gázfelhő zsugorodni kezdett. Hogy miért? A gravitáció miatt. Bizonyára tudjátok, hogy a gravitációs erő, amit Newton fedezett fel, vonzó erő. Az anyag vonzza az anyagot, erről szól a gravitáció. Egy hidrogén gázfelhő hidrogénatomokból áll, és mivel az atomok is egyfajta anyagok, így képesek vonzani egymást. A hidrogénatom valójában rendkívül kicsi, így a húzóereje is nagyon csekély. Ha két atom mondjuk  egy millió km-re van egymástól, a vonzás nemigen valósulhat meg. Ám ilyenkor ejt minket ámulatba a természet: pusztán a számoknak köszönhetően, sok kicsi sokra megy alapon, a gázfelhő úgy viselkedik, mintha valaki kívülről erőteljesen összenyomná. Vajon mi történik valójában, amikor az atomok elkezdik húzni egymást, melynek eredményeképpen egyre közelebb kerülnek egymáshoz? A külső szemlélő számára úgy tűnhet, mintha egy prés lépne működésbe, pedig  a gázfelhő csupán önmagától zsugorodik össze a gravitáció következtében.

Azt is meg kell említenünk, hogy míg a gravitáció befelé húz, a gáznyomás miatt a felhő – a többi felhőhöz hasonlóan – megpróbál minél inkább szétterjedni. Biztosan láttatok már fodros felhőket az égen, ahogy a külső gáznyomás miatti diffúzió következtében egyre nagyobbá válnak, majd eloszlanak. A gáznyomás tulajdonképpen jelentéktelen, a gravitáció egyszerűen elsöpri. A gravitáció tényleg csodálatos; gyengének és jelentéktelennek tűnik, ám az egész Univerzumban ő a hangadó, mert hihetetlen távolságokra is elér. Tehát a nagy hidrogénfelhő egyre inkább összezsugorodik. Mi történik ilyenkor? Egy ponttá húzódik össze? Nem igazán, mert valami elkezdődik, amikor a felhő ténylegesen elkezd összehúzódni. Az összehúzódás folyamatát felhevülés kíséri, és a hő a felhő középpontjában a legmagasabb. Ha most azt mondom, hogy a felhő felforrósodik, akkor ne olyan hőmérsékletet képzeljetek el, mint ami nálunk van egy meleg nyári napon! Ha hiszitek, ha nem, egy felhő középpontjában a hőmérséklet akár egymillió fok is lehet! Hűha! Ez aztán a forróság, nem igaz? Ez így már elég ahhoz, hogy a dolgok elkezdődjenek.

 A termonukleáris fúzió készülékei
Azt azért tisztázzuk, hogy amikor azt mondom, hogy a hőmérséklet az összesűrűsödött gázfelhőben az egy millió fokot is meghaladhatja, akkor arra gondolok, hogy ez a felhő középpontjában van így, mert a középponttól távolodva a hőmérséklet egyre alacsonyabb. Mindazonáltal, az a tény, hogy a középpont akár egy millió fokos is lehet, érdekes történéseket produkál. Alapjában véve, a magas hőmérséklet során a hidrogénmagok egyesülnek és héliummá formálódnak. Most tekintsünk el a részletektől, amik inkább már a nukleáris fizika birodalmába tartoznak. Ezt a hidrogénmagok héliummagokká formálódását nukleáris fúziónak nevezzük, és mivel a fényatomok egyesülése és megnagyobbodása hőmérsékletemelkedéssel jár, így ezt gyakran nevezik termonukleáris fúziónak is. Érdekes és fontos tény, hogy a nukleáris fúzió során nagyon sok energia szabadul fel, mely a külső, hűvösebb felszín felé áramlik – bizonyára tudjátok, hogy a meleg mindig a magasabb hőmérsékletű területekről az alacsonyabb hőmérsékletű területek felé áramlik. Az energia hőként és fényként, a felhő felszínéről az űrbe sugárzik.
Tehát először a gravitációs erő összenyomja a hidrogéngáz-felhőt. Ez hőmérséklet-emelkedést eredményez, különösen a felhő  középpontjában. Ha elér egy bizonyos, nagyon magas hőmérsékletet, akkor bekövetkezik a termonukleáris robbanás.  A folyamat során a kis atommagok egyesülnek és nagyobb atommagokká formálódnak, mely során hő szabadul fel. Így születnek a csillagok. Az események sorrendje vázlatosan az 1. ábrán látható.


 1.ábra: Az első kép egy hatalmas gázfelhőt ábrázol, ahogyan az Univerzumban létezik kb. egymillió éves korában. A felhő a gravitációs erő hatására összehúzódik. Valójában még zsugorodás közben is megfigyelhető a felhő bizonyos fokú szétterjedő mozgása, amit a gáznyomás következtében végez, a gravitációs erő azonban erősebb, így a felhő egyre jobban összehúzódik. A folyamat során a belső magja felforrósodik, a hidrogén-atommagok {protonok} pedig egyesülnek és hélium atommagokká formálódnak {ez egy több fázisból álló, összetett folyamat}. A rendkívül magas hőmérséklet által kiváltott nukleáris fúziót termonukleáris fúziónak nevezzük. A folyamat során hő szabadul fel, amely a felhő külső, hűvösebb felszíne felé áramlik, majd onnan az űrbe sugárzik. Így születnek a csillagok. A Nap esetében, a külső hőmérséklete kb. 6000 fok, de a középpontjában akár egymillió fok is lehet, vagy még több!

1  2  3  4  5  6  

«««