3. Tähtede elu ja surm

Tähed sünnivad gaasipilvedest, mis tõmbuvad kokku tihedateks keradeks. Nende eluiga sõltub kerasse koondunud aine massist – mida suurem see on, seda lühem on elu. Niisuguse kollapsi algul, kui aine hakkab raskusjõu mõjul kera tsentrisse langema, tõuseb järk-järgult temperatuur ja täht kiirgab soojusenergiat välja järjest kasvava intensiivsusega. Lõpuks saavutatakse tsentris kriitiline temperatuur, mil käivituvad vesinikku heeliumiks muutuvad termotuumareaktsioonid. Nende reaktsioonide tulemusena tekib tähe umber tuul, mis puhub minema noore tähe välispiirkondades ikka veel tähe poole suunduva gaasi. Teine tähtis tulemus on see, et peatub tähe ülekuumenemine. Käivitunud reaktsioonid suurendavad vasturõhku kokkutõmbumisele ja see lakkab. Ka temperatuur jab selle tõtu püsima. Niisugune üleminekuaeg on suhteliselt lühike, kõigest 1% tähe elueast. Seejärel saabub pikk stabiilsusperiood. (D. McNab, J. Younger, 1999)

Pilt 3: Tähe elu tsükkel (http://nate-thegreat.weebly.com/1/post/2012/07/the-life-cycle-of-low-mass-stars.html)

Lõpuks, tüüpiliselt mõne miljardi aasta pärast, on vesinik tähe tsentris täielikult heeliumiks muudetud ja gaasikera alustab järgmist kontraktsioonietappi koos temperatuuri tõusuga. Nüüd suudab ka heeliumtsentrit ümbritsev vesinik heeliumiks reageerida ja lisaks sellele muundub helium tähekeskmes uuteks elementideks, näiteks süsinikuks. Need käivitunud tuumareaktsioonid sunnivad tähte dramaatiliselt paisuma. Järk-järgult võib tähe sisemus veelgi kuumeneda ja uued tuumade ühinemise reaktsioonid plahvatuslikult käiku minna. Sellega kaasneb tähe välimiste kihtide järk-järguline eemaleheitmine, mis lõpuks paljastab ekstra tihedast ainest hõõguva kera, mida kutsutakse valgeks kääbuseks (Pilt 3). Selle sees ei toimu enam tuumareaktsioone ja kääbustäht saadab, nagu põlenud söedki, oma soojust aeglaselt jahtudes maailmaruumi, kuni ta valgus kustub igaveseks. (D. McNab, J. Younger, 1999)

4. Must auk

Must auk on ruumipiirkond, mille gravitatsioon on nii tugev, et isegi valgus ei pääse sealt välja ja sellest ka inimese võimetus musta augu sisemuse kohta infot hankida. Tema mass ületab Päikese oma üle nelja miljoni korra ning raadius ulatuks Päikesest Maani. Musti auke pole võimalik näha, neid saab avastada vaid uurides nende mõju teistele taevakehadele. (http://www.mees.eu/artikkel/mis-on-musta-augu-sees.html)

Tegelikult ei olegi teadlaste seas üksmeelt ja täpset arusaama musta augu olemuse kohta. Seda, mis teatakse, on üsna vähe. Musta augu sees arvatakse olevat lõputult väikese ruumalaga piirkond, kuhu on kogunenud kogu musta augu mass. Seda punkti nimetatakse singulaarsuseks. Singulaarsust ümbritseb ruumiosa, mille gravitatsioon on nii tugev, et miski sealt välja ei pääse. Sellise ruumiosa piiri nimetatakse sündmuste horisondiks – teiselpool horisonti toimunust ei saa me midagi teada. Vahemaad singulaarsusest sündmuste horisondini kutsutakse aga Schwarzschildi raadiuseks. (http://www.mees.eu/artikkel/mis-on-musta-augu-sees.html)

Mustal augul pole mingit tahket pinda. Musta augu piir on määratud Schwarzschildi raadiusega, mis ilmselt ei erine sinna sattunu jaoks kuidagi selle vahetust ümbrusest. Sellest järeldub fakt – must auk on tühi. Praeguse ettekujutuse kohaselt ei teata seal olevat midagi peale singulaarsuse. (http://www.mees.eu/artikkel/mis-on-musta-augu-sees.html)

Kõik teadlased ei nõustu nii lihtsa definitiooniga. Must auk peaks olema igavene, sest materjali saab sinna lisanduda, kuid välja miski ei saa ning lõpuks peaks universum koonduma üheks suureks mustaks auguks. Kvantmehaanika-alased uurimused vihjavad, et mustade aukude eluiga võib ikkagi olla lõplik ning nad saavad kaotada massi läbi protsessi, mida nimetatakse kvantaurumiseks. Vastava hüpoteesi pakkus 1974. aastal välja üks tänapäeva tuntumaid füüsikateoreetikuid Stephen Hawking. Lõpliku ning korrektse musta augu kirjelduse peaks aga andma alles kvantgravitatsioon ehk nö kõiksuseteooria, mis ühendaks kvantmehaanika üldrelatiivsusteooriaga. Inimkonna arusaam sellest kontseptsioonist on aga alles oma arenemist alustamas. (http://www.mees.eu/artikkel/mis-on-musta-augu-sees.html)

Mustadele aukudele andis 1967. aastal nime Ameerika füüsik John Wheeler, kes 1999. aastal ilmunud autobiograafias võttis teema kokku nii: „Ruumi võib kui paberitüki lõputult väikseks kokku kortsutada; aega on võimalik kustutada nagu küünlaleeki; ning füüsikaseadused, mida peame pühaks ja muutumatuks, pole tegelikult midagi sellist.“ (http://www.mees.eu/artikkel/mis-on-musta-augu-sees.html)

Pilt 4: Must auk (http://et.wikipedia.org/wiki/Must_auk#mediaviewer/Pilt:BH_LMC.png)