CIKLIČNI SVEMIR

 

Postoje li ciklusi tvari i energije u svemiru, ili su sva zbivanja 'jednosmjerna'?. Što se npr. dogodi pri eksploziji Supernove pri čemu se ogromna količina tvari, koja se vjerojatno skupljala milijardama godina, u 'kratkom' vremenu rasprši po okolnom prostoru? Ako se pogleda priložena blok shema tri objekta A, B i C koja su se raspršila, dalo bi se zaključiti kako se oni neće više nikada ponovo naći dovoljno blizu kako bi ponovo tvorili neki svemirski objekt:

 

 

Naime, u trenutku eksplozije gravitacija nije u stanju održati mase na okupu, inače se ne bi ni dogodila. Udaljavanjem masa smanjuje se njihova brzina, povećava udaljenost među njima, ali ne može gravitacija početi okupljati objekte jer se sile privlačenja susjednih masa poništavaju. Sve mase koje su postigle veću brzinu od druge kosmičke će se nastavljati udaljavati, teoretski do 'beskonačnosti', a zbog velikih rastojanja među masama pri prostornom širenju i različitih brzina, gravitacija je preslaba te  svaka masa nastavlja svoj put do nekog drugog objekta ili 'luta' svemirom. Zatim, naglo smanjenje mase zvijezde smanjuje i pripadajuću brzinu druge kosmičke te će eventualno preostala masa uspjeti ponovo okupiti samo mali dio mase.

 

 

Međutim, na našu sreću, ovaj opis je idealan teoretski slučaj, a u realnom svemiru treba uzeti u obzir i početnu brzinu Supernove prije eksplozije. Brzinu svake mase treba promatrati u nekom referentnom sustavu  prema kojem zvijezda ima početnu brzinu vo i vektorski zbrajati brzine.

 

 

BRZINA EKSPLOZIJE VEĆA OD BRZINE SUPERNOVE

 

Matematički izrazi daju za početnu brzinu raspršene mase v veće od početne brzine Supernove vo:

 

 

Supernova se u trenutku eksplozije nalazila u ishodištu O i kretala se brzinom vo u smjeru pozitivne x-osi. Tada je pod kutem (a) izbačena neka masa i za vrijeme T stigla u točku A. Taj kut nije kut pod kojim je masa krenula sa zvijezde, već je rezultat zbrajanja brzine zvijezde i brzine u odnosu na zvijezdu, tj. kut brzine u 'mirujućem' referentnom sustavu. Nakon vremena dx zvijezda je stigla u točku B, i u tom trenutku pod 'apsolutnim' kutem (b) krene neka druga masa brzinom vb, koja je malo veća od brzine v, i za vrijeme tb isto stigne u točku A. Kako je T = tx + tb, te dvije mase će se istovremeno naći dovoljno blizu jedna drugoj, s relativno sličnim brzinama i moguće je spajanje masa zbog gravitacije. Navedeni izrazi su grafički prikazani za nekoliko različitih slučajeva, a jednostavne zaokružene vrijednosti promjenljivih su označene na slici ispod. Pod kutevima od 30, 45 i 60 stupnjeva u početku polaze neke mase, i ukoliko je brzina v = vo = 1, mogući je spoj masa koje polaze s kašnjenjem 0,25*T  i 0,5*T, (točke A, B i C ). Ukoliko je brzina masa v = 2*vo, mogući spojevi su u točkama D, E i F. Vrijeme T može biti neko proizvoljno, ali svakako kraće od trajanja eksplozije. Naravno, u prirodi ni brzine, a ni vremenski intervali nisu kvantizirani:

 

 

 

Iduća slika grafički prikazuje potrebne brzine vb u funkciji početnog kuta (a), vremena kašnjenja tx kao parametra krivulja uz T = 1 i vo = 1. Brzina eksplozije je redom v = 1, v = 10 i v = 100. Pri brzini eksplozije jednakoj brzini Supernove, što kasnije poleti druga masa, treba joj sve veća brzina. Prema tome, zbog sličnih brzina masa, veća je vjerojatnost nakupljanja masa u užem kutu, tj. trebao bi postojati 'konus' u smjeru gibanja Supernove. Za najviše dva puta veću brzinu vb = 2,  od 20° na dalje je moguć susret za svaku masu s kašnjenjem do 0,8*T,  od 50° na dalje za kašnjenje 0,6*T itd. Ukoliko je brzina eksplozije nekoliko puta veća, vjerojatnost susreta se izjednačuje u svim smjerovima zbog malog odstupanja potrebnih brzina. Vjerojatnost susreta se povećava i uzastopnim izbacivanjem tvari. Naime, ukoliko se za prvo izbačenu masu nije našao neki par izbačen nakon tx, toj drugoj masi će se možda naći neki treći par izbačen nakon 2*tx, i tako sve dok traje eksplozija:

 

 

 

Detaljniji proračuni bi trebali uključiti i smanjenje brzina zbog sile gravitacije Supernove, promjenu mase i promjenu brzine eksplozije. Ovaj izračun je dvo-dimenzionalan, ali to naravno vrijedi za cijeli prostor oko Supernove. Kako ostaci eksplozije imaju različite veličine, gustoće i brzine, na pojedinim mjestima u prostoru će se skupljati razne tvari.

 

OČEKUJE SE NASTAVAK!

 

Stranica postavljena: 12.08.2010.

Stranica dopunjena: 13.08.2010.

e-mail: branko.vasiljev@inet.hr

Početna Stranica ( Home Page)