تعادل هیدرواستاتیک و دیگر هیچ

[پیام بهرام پور]

دوستان عزیز!
حدود 4 سال پیش بود که خیلی در تبیین زندگی ستاره ها دچار مشکل بودم اما وقتی با مفهنم تعادل هیدرواستاتیک آشنا شدم خیلی راحت شدم و کاملاً درک می کردم که چطور انبساط و انقباض های ستارگان در حین تحول انها اتفاق می افتد
لذا دیدم خیلی کار خوبی هست که تعادل هیدرواستاتیکی رو یک مروری با هم بکنیم

[پیام بهرام پور]

می خوام هر چیزی که از این تصویر دستگیرتان می شود بگویید:

[169]

چیزی که خیلی مشخصه داره تعادل فشار تابش(اگه اشتبه نکنم) و جاذبه رو نشون میشده که ستاره در حالت پایدار است!بعد ها به مرور بهم میریزه و میره توی یک فاز دیگه و اونجا بازم بعد از مدتی به حالت تعادل می رسند!

[geologist]

فکر میکنم اگر پیکان ها مقیاس دار باشند، با نزدیک شدن به هسته گرانش و فشار بیشتر خواهد شد.

[na3r]

یه دیگ زود پز رو در حالی که سوپاپ اطمینانش بالا اومده و داره سوت میزنه تصور کنید.
این اتفاق (سوت زدن زود پز) وقتی می افته که فشار بخار داخل زود پز به اندازه ای زیاد باشه که با مهار وزن سوپاپ اطمینان، اونو بالا ببره و راهی به بیرون از محیط پر فشار زود پز پیدا کنه.
ظرف یه مدت کوتاه با خارج شدن و متقابلا کم شدن بخار درون زود پز فشار درون ظرف هم کاهش پیدا می کنه و یه بار دیگه وزن سوپاپ بر فشار بخار درون زودپز قالب می شه! و باز دریچه خروج بخار تا زمانی که فشار درون زودپز توانایی مقابله با وزن سوپاپ رو داشته باشه بسته می مونه.

این مثال تشبیح ملموسی از مکانیزمی ست که پیام بهرام پور تو عکس شماره 2 این تاپیک منتشر کرده.

فضای خالی ما بین مولکولهای سطحی هر ستاره به مثابه میلیاردها سوپاپ تخلیه فشار درون ستاره عمل می کنند.
وزن سوپاپ زودپز تو مثال بالا، همون جاذبه ستاره (Gravity) ست که به واسته جرم ستاره میل داره که مولکولها هرچه فشرده تر به هم بچسبن.
و فشار بخار درون زود پز هم، تشبیه فشار پر انرژی محتویات بر انگیخته شده ی درون ستاره (Pressure) ست که به واسته فعل انفعالات شیمیایی درون ستاره بوجود اومدن.

تصویر مورد نظر اشاره می کنه به قالب و مقلوب شدن متوالی دو فاکتور فشار داخلی ستاره و جاذبه اون. که موجب خروج انفجاری و یکباره انرژی و کاهش نسبی فشار درونی در فواصل زمانی کاهنده می شه.

[پیام بهرام پور]

یه دیگ زود پز رو در حالی که سوپاپ اطمینانش بالا اومده و داره سوت میزنه تصور کنید.
این اتفاق (سوت زدن زود پز) وقتی می افته که فشار بخار داخل زود پز به اندازه ای زیاد باشه که با مهار وزن سوپاپ اطمینان، اونو بالا ببره و راهی به بیرون از محیط پر فشار زود پز پیدا کنه.
ظرف یه مدت کوتاه با خارج شدن و متقابلا کم شدن بخار درون زود پز فشار درون ظرف هم کاهش پیدا می کنه و یه بار دیگه وزن سوپاپ بر فشار بخار درون زودپز قالب می شه! و باز دریچه خروج بخار تا زمانی که فشار درون زودپز توانایی مقابله با وزن سوپاپ رو داشته باشه بسته می مونه.

این مثال تشبیح ملموسی از مکانیزمی ست که پیام بهرام پور تو عکس شماره 2 این تاپیک منتشر کرده.

فضای خالی ما بین مولکولهای سطحی هر ستاره به مثابه میلیاردها سوپاپ تخلیه فشار درون ستاره عمل می کنند.
وزن سوپاپ زودپز تو مثال بالا، همون جاذبه ستاره (gravity) ست که به واسته جرم ستاره میل داره که مولکولها هرچه فشرده تر به هم بچسبن.
و فشار بخار درون زود پز هم، تشبیه فشار پر انرژی محتویات بر انگیخته شده ی درون ستاره (pressure) ست که به واسته فعل انفعالات شیمیایی درون ستاره بوجود اومدن.

تصویر مورد نظر اشاره می کنه به قالب و مقلوب شدن متوالی دو فاکتور فشار داخلی ستاره و جاذبه اون. که موجب خروج انفجاری و یکباره انرژی و کاهش نسبی فشار درونی در فواصل زمانی کاهنده می شه.

ممنون از دوست خوبم!
خب حالا به نظر شما چطور می توان زندگی یک ستاره را با تعادل هیدرو استاتیک تعریف کرد؟
پیشنهاد من این است که اول هر موضوع بنده یک مرحله از زندگی ستاره را بیان کنم و بعد دوستان با تعادل هیدرواستاتیک بگویند که چه بلایی سر ستاره می آید

اگر موافقین از این پست تشکر کنید

[Zahra.J]

از مهم ترین قوانین در فیزیک ستاره ای می توان از قانون تعادل هیدروستاتیکی نام برد. یک ستاره توده ی سنگین و متراکمی است که توسط گرانش متراکم شده و توسط فشارهای داخلی در برابر فروریزش مقاومت می کند. تعادل هیدروستاتیکی زمانی بوجود می آید که جاذبه رو به داخل دقیقا با نیروهای فشار رو به خارج در هر فاصله شعاعی به حالت تعادل در آید بنابراین با کاهش شعاع یا به بیان دیگر با حرکت به سمت داخل ستاره، فشار باید افزایش یافته تا با وزن در حال افزایش ماده ای که در قسمت بالاتر قرار می گیرد برابری کند. در نتیجه معادله تعادل هیدروستاتیکی شکل می گیرد: dP/dr= -GM(r)ρ(r)/r^2
به نظر من ابتدا مرحله نخست شکل گیری ستاره را مورد بحث و بررسی قرار دهیم، بعنی زمانی که هنوز تعادل هیدروستاتیکی وجود ندارد و ببینیم عدم حضور آن در مرحله ای به نام پیش ستاره چه نتایجی را به دنبال دارد.

[پیام بهرام پور]

از مهم ترین قوانین در فیزیک ستاره ای می توان از قانون تعادل هیدروستاتیکی نام برد. یک ستاره توده ی سنگین و متراکمی است که توسط گرانش متراکم شده و توسط فشارهای داخلی در برابر فروریزش مقاومت می کند. تعادل هیدروستاتیکی زمانی بوجود می آید که جاذبه رو به داخل دقیقا با نیروهای فشار رو به خارج در هر فاصله شعاعی به حالت تعادل در آید بنابراین با کاهش شعاع یا به بیان دیگر با حرکت به سمت داخل ستاره، فشار باید افزایش یافته تا با وزن در حال افزایش ماده ای که در قسمت بالاتر قرار می گیرد برابری کند. در نتیجه معادله تعادل هیدروستاتیکی شکل می گیرد: Dp/dr= -gm(r)ρ(r)/r^2
به نظر من ابتدا مرحله نخست شکل گیری ستاره را مورد بحث و بررسی قرار دهیم، بعنی زمانی که هنوز تعادل هیدروستاتیکی وجود ندارد و ببینیم عدم حضور آن در مرحله ای به نام پیش ستاره چه نتایجی را به دنبال دارد.

خب اول کار با اجازه ی دوستان بدون فرمول شروع می کنیم:
ستارگان همانند انسانها داراي تولد هستند و در طول مدت زندگي خود تغيير مي‌كنند و در آخر هم مي‌ميرند!
زندگي ‌يك ستاره معمولاً به شش مرحله تقسيم مي‌شود كه اين شش مرحله عبارتند از:
1. تولد
2. نوباوگي(انقباض)
3. بلوغ (رشته‌ي اصلي)
4. كهولت
5. متغير شدن (ستارگان متغير)
6. كوتوله‌ي سفيد‌يا ستاره‌هاي نوتروني‌يا سياه‌چاله
زندگي ‌يك ستاره - كه شامل عمر و سرگذشت آن مي‌شود - تقريباً وابسته به جرم آن ستاره ‌است. هرچقدر كه ستاره ‌پرجرم‌تر باشد عمر كمتري دارد، به عنوان مثال ستارگاني كه چند ‌ده برابر خورشيد جرم دارند، عمري نسبتاً كم - البته در مقياس نجومي – دارند؛‌ يعني، چيزي در حد چند ميليون سال و ستارگاني كه جرم آنها كسري از جرم خورشيد است، عمري در حد چندين ميليارد سال خواهند داشت.

[پیام بهرام پور]

همان‌طور كه گفته شد، سحابی‌ هنگامي ‌كه ستاره در حال تولد است، بسيار رقيق است و در مدتي نسبتاً كوتاه - در سن نوباوگی- بسیار منقبض می‌شود که مدت این انقباض وابسته به جرم ستاره است ولی به‌طور متوسط 30 میلیون سال طول مي‌کشد. زماني كه اولين پرتو‌هاي نور از پيش‌ستاره ساطع گردد، مي‌توانيم بگوييم كه ستاره‌اي متولد شده است.
تا زماني كه سحابي در حال انقباض است، گرانش نقطه‌ي كانوني، اتم‌ها را به سوي خود مي‌كشد و زماني كه اتم‌ها به هسته مي‌رسند، سرعت آنها افزايش مي‌يابد و هرچه سحابي منقبض گردد، اتم‌ها بيشتر با‌ یکدیگر برخورد مي‌كنند و حركت اتم‌ها تصادفي و بي نظم مي‌شود و درجه حرارت افزايش مي‌يابد. پس انقباض‌ يك سحابي، انرژي گرانشي را به انرژي گرمايي تبديل مي‌كند.
ستاره در این سن مراحل زیر را طی مي‌کند.

• قطر ستاره (پيش ـ ستاره) از چندین هزار‌میلیارد کیلومتر به حدود 100 کیلومتر می‌رسد.
• فشار که در مرکز تقريباً صفر بوده به چندین هزار اتمسفر می‌رسد.
• دما از چند درجه‌ی کلوین به چند‌ ده میلیون درجه می‌رسد که این دما برای تبدیل هیدروژن به هلیوم (در هسته) مناسب است.

مدت افزایش دما وابسته به جرم است، اگر ستاره پر جرم باشد، مدت كمتری طول مي‌کشد و اگر کم جرم باشد، کند‌تر افزایش مي‌یابد.

[پیام بهرام پور]

تا قبل از‌ اين مرحله، انرژي ستاره صرفاً از راه گرانش تأمين مي‌شد ولي زماني‌كه ستاره از دوره‌ي انقباض به سن بلوغ مي‌رسد، منبع انرژي ديگري پيدا مي‌شود كه انرژي حاصل از واكنش‌هاي هسته‌اي است.
ستاره در این سن به رشته‌ي اصلی مي‌رسد. و ما زماني مي‌گوييم كه ستاره (نه پيش ـ‌ ستاره) متولد شده كه چرخه‌ي پروتون‌ـ‌پروتون - همان همجوشي هيدروژن كه پيشتر توضيح داده شد - را شروع كند و ديگر اين كه قوانين ستاره‌اي در آن برقرار باشد.
به اين مرحله كه ستاره بيشتر عمر خود را در آن مي‌گذراند ، رشته‌ي اصلي مي‌گويند.