Biały karzeł nie zapada się pod wpływem grawitacji, ponieważ równoważy ją siła odpychających się elektronów. W przypadku większych gwiazd, siła grawitacji jest większa i doprowadza do zderzania się elektronów z jądrami atomów, co sprawia, że zostają same neutrony i w przypadku gwiazd neutronowych to one równoważą siłę grawitacji. (Proszę mnie poprawić, jeżeli coś namieszałem). Natomiast co się zatem dzieje dalej, w przypadku, gdy masa gwiazdy jest tak duża, że doprowadza do powstawania czarnych dziur? Rozumiem, że neutrony zderzają się z neutronami, tak? Co powstaje z takiego rodzaju zderzeń. Czy cokolwiek tam zostaje?
Jak powstają białe karły, gwiazdy neutronowe, i czarne dziury?
Pytanie
Odpowiedź
W znacznej środkowej części białego karła gęstość jest tak duża (około 10$^8$ g/cm$^3$), że dominującym źródłem ciśnienia jest efekt kwantowy związany z zakazem Pauliego – dwa fermiony, a elektrony to fermiony, nie mogą się znajdować w tym samym stanie kwantowym. To ciśnienie nie jest spowodowane Kulombowskim odpychaniem miedzy elektronami.
Z kolei w gwiazdach neutronowych to neutrony, podobnie jak w białych karłach elektrony, są głównym źródłem ciśnienia, które też jest związane z zakazem Pauliego – neutrony to też fermiony.
Podczas grawitacyjnego zapadania gwiazdy materia (neutrony, ale są tam też protony i elektrony) zostaje zgnieciona do bardzo dużej gęstości, po drodze następuje przejście do plazmy kwarkowo-gluonowo-elektronowej, ale nie wiemy co się dzieje dalej, formalnie powstaje osobliwość, ale to tylko znaczy, że tak naprawdę nie wiemy co tam się dzieje, i w jaki sposób czarne dziury powstają.