Uvod
Nakon predstavljanja ZK hipoteze u prethodnom tekstu nameće se jedno pitanje koje može odlučiti o njezinoj održivosti.
Nije dovoljno pokazati da pozitivna povratna sprega (rast mase Fe → jača gravitacija → viša temperatura → brža fuzija → još veći rast mase Fe) može postojati. Potrebno je odgovoriti na važnije pitanje: ima li priroda dovoljno vremena da se takva povratna sprega razvije prije nego što završna faza evolucije jezgre postane dinamički nestabilna?
Upravo zato vrijeme koje željezna jezgra provede između približno 5 × 10⁹ K i 10¹⁰ K postaje jedno od ključnih pitanja cijele hipoteze.
Ako je vrijeme prolaska kroz temperaturni raspon 5 × 10⁹ K – 10¹⁰ K dovoljno dugo, pozitivna povratna sprega ZK može se postupno razvijati i pojačavati. Ako je to vrijeme vrlo kratko, tada treba pokazati da se ista povratna sprega može razviti dovoljno brzo da postane dominantna prije nego što drugi procesi odrede daljnji razvoj jezgre.
Ovaj tekst ne pokušava unaprijed dati odgovor. Njegov je cilj pokazati da upravo vrijeme razvoja željezne jezgre predstavlja jedno od najvažnijih mjerljivih pitanja koje može razlikovati standardni model od ZK hipoteze. Zbog toga bi kvantitativni izračun evolucije temperature, gustoće, mase i vremenske skale razvoja željezne jezgre u završnoj fazi života masivne zvijezde mogao biti jedan od najvažnijih testova cijele hipoteze.
Emil: Točnije:
● Koliko vremena Fe jezgra provede između približno 5×10⁹ K i 10¹⁰ K?
Ako provede:
● više dana ili mjeseci,
● onda ZK može živjeti.
Ako provede:
● sate,
● ZK je u teškoj situaciji.
Ako provede:
● sekunde,
● ZK vjerojatno gubi
■ Borise, 5×10⁹ K i 10¹⁰ K?
To je ogromna temperaturna razlika od 5×10⁹K.
Plazmena Fe jezgra mase 2S ne može proći kroz taj prozorčić za vrijeme mjereno u sekundama.
Samo urušavanje ili eksplozija mogu tako kratko trajati.
Boris: Emile, ovo je dobar prigovor i vrijedi ga preciznije formulirati.
Temperaturni raspon od 5×10⁹ K do 10¹⁰ K nije “mali prozor”.
To je porast od 5 milijardi kelvina, odnosno udvostručenje temperature.
Intuitivno se čini teško zamisliti da bi cijela željezna jezgra mase oko 2 Sunčeve mase prošla kroz tako velik temperaturni raspon u samo nekoliko sekundi, ako bi se cijelo vrijeme nalazila u približnoj hidrostatskoj ravnoteži.
Međutim, standardni model upravo tvrdi da u završnoj fazi jezgra više nije u ravnoteži.
Nakon gubitka stabilnosti slijedi dinamički kolaps, pri kojem gustoća, tlak i temperatura rastu izuzetno brzo.
U tom režimu promjene se doista mogu odvijati u djeliću sekunde ili tijekom nekoliko sekundi.
Zato bi najjače pitanje bilo formulirati ovako:
● “Ako standardni model tvrdi da željezna jezgra prije kolapsa prolazi od približno 5×10⁹ K do oko 10¹⁰ K u svega nekoliko sekundi, može li pokazati iz kojih jednadžbi slijedi tako brz porast temperature?
Kako se tijekom tog vremena mijenjaju temperatura, gustoća i radijus jezgre?”
Time ne tvrdiš da standardni model griješi, nego tražiš kvantitativni izračun.
Upravo taj izračun može pokazati postoji li ili ne postoji dovoljno vremena da se razvije tvoj ZK mehanizam prije nego što dinamički kolaps potpuno preuzme evoluciju jezgre.
Emil: Ali svejedno ne razumijem zbog čega je taj vremenski period tako važan:
● da sekunde znače Ne?
● a sati ili još bolje dani Da?
Boris: Emile, upravo si pogodio srž pitanja.
Vrijeme je važno ne samo po sebi, nego zato što određuje ima li tvoja hipoteza uopće priliku razviti se.
Zamisli dvije situacije:
● Ako jezgra provede nekoliko dana između 5×10⁹ K i 10¹⁰ K, tada se tijekom tog vremena mogu nastaviti fotodezintegracija, fuzija silicija, rast mase Fe jezgre i sve povratne sprege koje opisuješ kao ZK. Ima dovoljno vremena da se njihov učinak akumulira.
● Ako jezgra kroz isto područje prođe za jednu ili dvije sekunde, tada gotovo odmah nastupa dinamički kolaps. U tom slučaju nema vremena da ZK postupno preuzme razvoj događaja – kolaps dominira.
Dakle, ne tvrdim da sekunde dokazuju da ZK nije moguć.
Kažem da što je vrijeme kraće, to ZK mora djelovati nevjerojatno brzo. To postavlja mnogo stroži zahtjev za hipotezu.
Ja bih ipak dodao jednu važnu primjedbu u tvoju korist.
Ako ZK, kako ga zamišljaš, nije spor proces nego pozitivna povratna sprega (više Fe → jača gravitacija → viša temperatura → brža fuzija → još više Fe), onda nije nužno da traju dani.
Takve povratne sprege u fizici često dugo rastu polako, a zatim u VRLO KRATKOM vremenu “pobjegnu” i postanu eksplozivne.
Zato pravo pitanje možda nije:
● “Koliko traje razdoblje između 5×10⁹ K i 10¹⁰ K?”
nego:
● “Je li to vrijeme dovoljno da pozitivna povratna sprega ZK postane dominantna prije nego što dinamički kolaps preuzme evoluciju jezgre?”
Mislim da je to preciznije pitanje od samog uspoređivanja “sekunde ili dani”. Ono izravno ispituje može li se tvoj predloženi mehanizam razviti dovoljno brzo da promijeni ishod evolucije zvijezde.
Emil: Ako ZK (začarani krug), kako ga zamišljaš, nije spor proces nego pozitivna povratna sprega (više Fe → jača gravitacija → viša temperatura → brža fuzija → još više Fe), onda nije nužno da traju dani. Takve povratne sprege u fizici često dugo rastu polako, a zatim u vrlo kratkom vremenu “pobjegnu” i postanu eksplozivne.
●■● Ovaj pasus govori u detalje kako Začarani Krug napreduje.
Na početku fuzije Si u Fe, prirast mase Fe raste od nule. Kako raste masa Fe plazme raste i gravitacija u jezgri.
Do dijela gdje nastaje željezna jezgra, opis koji si napisao nije u suprotnosti sa standardnim modelom. I standardni model prihvaća da:
fuzija silicija proizvodi željezo,
masa Fe jezgre raste,
gravitacija jezgre raste,
tlak i temperatura rastu tijekom evolucije jezgre.
Razlika ne nastaje u tim činjenicama, nego u tumačenju završne faze.
Moglo bi se sažeti ovako:
Standardni model: rast mase Fe jezgre na kraju dovodi do toga da jezgra izgubi stabilnost, započne gravitacijski kolaps, a fuzija silicija prestaje zbog vrlo brzog urušavanja jezgre.
ZK hipoteza: rast mase Fe jezgre ne prekida fuziju silicija. Naprotiv, povećana samogravitacija dodatno ubrzava fuziju silicija, pa pozitivna povratna sprega nastavlja jačati sve dok eksplozija ne prekine proces.
Drugim riječima, razlika nije u početku pozitivne povratne sprege, nego u tome što je prekida.
U standardnom modelu prekida je gravitacijski kolaps.
U ZK hipotezi prekida je eksplozija zvijezde.
Boris: Moglo bi se napisati ovako:
● ZK ne pretpostavlja da je proces od samog početka eksplozivan. Na početku fuzije silicija u željezo masa Fe jezgre raste vrlo sporo. Time postupno raste i njezina samogravitacija, što povećava tlak i temperaturu u središtu. Viša temperatura ubrzava fuziju silicija, čime se još brže povećava masa Fe jezgre. Nastaje pozitivna povratna sprega: više Fe → jača gravitacija → viša temperatura → brža fuzija → još više Fe. U početku je taj učinak malen, ali kako masa Fe raste, proces se sve više ubrzava, sve dok ne dosegne kritičnu točku nakon koje razvoj postaje vrlo brz.
To je, po mom mišljenju, najjasniji opis onoga što nazivaš Začaranim krugom.
Jedino bih dodao jedno upozorenje. U tvojoj hipotezi još treba pokazati matematički da je porast gravitacije zbog novonastalog željeza doista dovoljno velik da ubrzanje nadvlada sve procese koji hlade jezgru (posebno emisiju neutrina i fotodezintegraciju).
Ako se to uspije pokazati, ZK više ne bi bio samo kvalitativna ideja nego kvantitativna hipoteza koju je moguće testirati.
To je, po meni, sljedeći veliki korak.
Emil: Teorija da 1% neutrina zapravo dovodi do eksplozije supernove nije moja. To je teorija SM.
Meni je takva ideja od početka bila nelogična.
Ali ako je tako i meni ide u korist, ja tu ideju prihvaćam. Zato gubitak energije u jezgri plazme na fotodezintegraciju i proizvodnju neutrina kojih 99% u milisekundi odnosi nepovratno energiju iz jezgre Fe plazme, prihvaćam.
Razlog: energija 1% neutrina koji svoju ogromnu energiju usmjeravaju na materiju plazme i na taj način dovode do eksplozije supernove.
Boris: Emile, to je razuman stav ako ga jasno odvojiš od vlastite hipoteze.
Možeš reći otprilike ovako:
● Hipoteza ZK ne ovisi o tome kako se u standardnom modelu prenosi energija do vanjskih slojeva zvijezde. Ako se pokaže da dio energije neutrina doista pridonosi eksploziji supernove, to nije u suprotnosti sa ZK.
Prihvaćam da fotodezintegracija i emisija neutrina oduzimaju velik dio energije iz jezgre.
Pitanje koje ZK postavlja jest što se događa s dinamikom jezgre prije same eksplozije i može li rast mase željezne jezgre kroz pozitivnu povratnu spregu dovesti sustav do kritične nestabilnosti.
Međutim, jednu stvar bih ispravio u tvojoj formulaciji.
Nije da 1 % neutrina “usmjerava” svoju energiju na plazmu.
U standardnom modelu neutrina se emitiraju gotovo u svim smjerovima. Budući da ih je proizvedeno nevjerojatno mnogo (oko 10⁵⁸), iako oko 99 % pobjegne iz zvijezde, mali dio ipak slučajno sudjeluje u sudarima s materijom iza udarnog vala.
Ta mala apsorbirana energija, prema standardnom modelu, može pomoći oživjeti udarni val.
Dakle, preciznije je reći:
■ Ako je standardni model točan, tada oko 99 % neutrina odnosi energiju iz jezgre, dok mali dio svoje energije predaje materiji iza udarnog vala i može pridonijeti eksploziji. To prihvaćam jer nije u suprotnosti s hipotezom ZK.
Takva formulacija je fizikalno točnija i ne slabi tvoju hipotezu. Naprotiv, pokazuje da prihvaćaš opažanja i dobro potvrđene procese, a ZK predlažeš kao drugačije objašnjenje razvoja jezgre prije eksplozije.
Emil: Citiram te: “Nije da 1 % neutrina “usmjerava” svoju energiju na plazmu. U standardnom modelu neutrini se emitiraju gotovo u svim smjerovima. Budući da ih je proizvedeno nevjerojatno mnogo (oko 10⁵⁸), iako oko 99 % pobjegne iz zvijezde, mali dio ipak slučajno sudjeluje u sudarima s materijom iza udarnog vala.
Ta mala apsorbirana energija, prema standardnom modelu, može pomoći oživjeti udarni val.”
●■●■●■ Ta mala apsorbirana energija, prema standardnom modelu, može pomoći oživjeti udarni val.
Ovo je sigurno šala.
Val kada jednom stane, više ga nema. Ne postoji.
Sve počinje ispočetka.
Boris: Emile, razumijem zašto ti ta formulacija zvuči nelogično. Iz svakodnevnog iskustva val koji stane doista više ne postoji.
Međutim, u standardnom modelu izraz “oživjeti udarni val” nije doslovan, nego stručni naziv.
Ne misli se da potpuno nestali val ponovno nastaje ni iz čega.
Ideja je sljedeća:
Gravitacijski kolaps stvara vrlo snažan udarni val.
Taj val se počinje širiti prema van.
Dok prolazi kroz gustu unutrašnjost zvijezde, troši mnogo energije na fotodezintegraciju željeza i druge procese.
Zbog toga se jako uspori ili gotovo zaustavi.
Energija koju mali dio neutrina preda materiji iza tog područja može ponovno povećati tlak i potisnuti taj već postojeći, ali oslabljeni udarni val prema van.
Dakle, u standardnom modelu nije riječ o tome da nastaje novi val, nego da se postojeći oslabljeni val ponovno pojača.
Zato koriste izraz “revive the shock” ili “oživjeti udarni val”.
S druge strane, tvoj prigovor možeš formulirati znanstveno:
■ Ako je udarni val izgubio gotovo svu energiju potrebnu za nastavak širenja, treba kvantitativno pokazati kako apsorpcija samo malog dijela energije neutrina može ponovno uspostaviti njegovo napredovanje kroz guste slojeve zvijezde.
To je legitimno pitanje. Ne znači da je standardni model pogrešan, nego tražiš da se pokaže energetska bilanca i mehanizam kojim se taj proces odvija. Upravo zato se o mehanizmu eksplozije kolapsnih supernova još uvijek aktivno istražuje i numerički simulira.
Emil: Citiram te: Gravitacijski kolaps stvara vrlo snažan udarni val.
Taj val se počinje širiti prema van.
Dok prolazi kroz gustu unutrašnjost zvijezde, troši mnogo energije na fotodezintegraciju željeza i druge procese.
Zbog toga se jako uspori ili gotovo zaustavi.
Energija
●■ Udarni val je ideja SM.
U mojoj hipotezi ne postoji fizikalna mogućnost za nastanak PUV, jer kod mene urušavanje pa nakon toga eksplozija nije zamišljeni tok.
Kod ZK hipoteze fuzija silicija mora proizvesti dovoljno veliku masu željezne jezgre da njezina samogravitacija povisi tlak i temperaturu do početka intenzivne fotodezintegracije. Tako nastaju uvjeti za elektronski zahvat (e+p>n+ve), pri kojem se oslobađa velik broj neutrina. Ako se približno
1% njihove energije prenese okolnoj plazmi, to bi moglo biti dovoljno za pokretanje eksplozije supernove.
Ovdje se točno vidi da sve u konačnici zavisi od mase zvijezde.
Nema pretpostavljenih veličina, kritične mase Fe plazmene jezgre, povratnog udarnog vala-PUV i drugih pretpostavki.
Matematički ovo za tebe ne bi trebao biti problem..
Boris: Emile, tu bih te morao malo zaustaviti: matematički kostur nije problem, ali dokaz nije jednostavan.
U tvojoj verziji tok bi bio:
● masa zvijezde → jači tlak jezgre → Si proizvodi više Fe → Fe jezgra jača gravitaciju → raste T → kreće jaka fotodezintegracija → nastaju neutrini → mali dio energije pokreće eksploziju
To se može zapisati kao test:
● Ako je ukupna energija neutrina približno erg, tada 1% daje oko:
1% od 10⁵³ erg = 10⁵¹erg
A 10⁵¹ erg je približno energija obične eksplozije supernove.
To je upravo red veličine energije obične supernove.
Zato tvoja ideja nije energetski besmislena.
Standardni modeli također računaju da neutrini odnesu većinu energije, a mali dio može pomoći eksploziji.
Ali postoji ključna razlika:
● U standardnom modelu neutrini djeluju iza oslabljenog udarnog vala.
● U tvojoj hipotezi nema PUV-a, pa moraš pokazati gdje se tih 1% energije apsorbira i što točno gura vanjsku plazmu prema van.
Zato bi matematički test ZK bio:
● Kolika masa Fe jezgre mora nastati da fotodezintegracija i neutronski procesi proizvedu dovoljno neutrina, od kojih apsorbirani dio daje energiju veću od gravitacijskog vezanja plašta?
Najkraće:
■ Da, račun je moguć.
Ali bez PUV-a moraš zamijeniti “udarni val” drugim prijenosnikom energije.
To je glavna rupa koju ZK mora zatvoriti.
Emil: PUV nije prijenosnik energije. PUV je mrtav, nema ga u trenutku kada budu proizvedeni neutrini i da mogu ojačati posrnuli PUV to ništa ne bi promjenilo.
PUV može možda odraditi najtežih 100-200km-radijusa- koji iznosi recimo milijun kilometara.
K tome treba dodati i brzinu materije u eksploziji:
■ Materijal izbačen tijekom eksplozije supernove širi se brzinom od 15.000 do 30.000 kilometara u sekundi, što iznosi oko 3% do 10% brzine svjetlosti. Sam proces kolapsa jezgre koja prethodi eksploziji odvija se još brže.
Mislim da sam rekao sve o PUV.
Boris: Da, Emile — o PUV-u si rekao dovoljno jasno.
U tvojoj hipotezi:
PUV nije potreban.
Eksploziju ne nosi “oživljeni val”, nego završna energetska nestabilnost Fe-plazmene jezgre.
Najkraća formulacija:
● Ako je PUV stao na ~100–200 km, on ne može biti glavni nositelj eksplozije kroz omotač zvijezde koji ima radijus reda milijuna kilometara.
U ZK hipotezi eksploziju ne pokreće povratni udarni val, nego gravitacijsko-fuzijska nestabilnost Fe-plazmene jezgre. Fotodezintegracija i oslobađanje neutrina posljedice su razvoja te nestabilnosti, dok apsorbirani dio energije neutrina može dodatno pridonijeti prijenosu energije prema okolnim plazmenim slojevima.
● Standardno, šok se zaista opisuje kao zaustavljen oko ~100 km, a neutrinsko grijanje ga “oživljava”; čak i autori standardnog modela priznaju da mehanizam nije trivijalan-beznačajan i da zahtijeva detaljno modeliranje.
Tvoja ključna razlika je ova:
SM: kolaps → šok → zastoj → neutrinsko grijanje → eksplozija
ZK: rast Fe jezgre → rast GT/T → FD + neutrini → eksplozivno izbacivanje plazme
Dakle, matematički test ZK nije PUV, nego:
0.01Ev=>E vezivanja plašta
● Eν (piše se grčko slovo ν, “nu”) znači:
Eν = ukupna energija neutrina
Dakle:
E = energija
ν (nu) = neutrini
Jednadžba
0.01 Eν ≥ Evezivanja plašta
znači:
1% ukupne energije neutrina mora biti veće ili jednako gravitacijskoj energiji vezanja plašta.
Ako uzmemo tipičnu vrijednost:
Eν ≈ 3 × 10^53 erg
onda:
0.01 Eν ≈ 3 × 10^51 erg
To se zatim uspoređuje s energijom potrebnom da se savlada gravitacijsko vezanje plašta zvijezde.
To je vrlo dobra oznaka i preporučujem da je koristiš u svojim tekstovima.
Samo pazi da:
● pišeš Eν (slovo nu),
● a ne Ev (slovo v).
U fizici je ν standardna oznaka za neutrine.
Ukupna energija neutrina kod kolapsne supernove približno je:
10^53 erg
Ako se apsorbira 1%, tada je:
1% od 10⁵³ erg = 10⁵¹erg.
A 10⁵¹ erg je približno energija obične eksplozije supernove.
Ključna razlika:
STANDARDNI MODEL:
● Neutrini ne eksplodiraju zvijezdu direktno. Oni griju materiju iza oslabljenog udarnog vala. Taj tlak ponovno gura udarni val prema van.
● ZK HIPOTEZA: Nema PUV-a. Neutrini i fotodezintegracija nastaju kao posljedica rasta Fe jezgre i gravitacijskog tlaka.
Eksploziju mora pokrenuti energetsko-tlačna nestabilnost same Fe plazmene jezgre i okolne plazme.
Glavna razlika u jednoj rečenici:
■ U standardnom modelu neutrini pomažu već postojećem udarnom valu;
■ u ZK hipotezi neutrini moraju sudjelovati u stvaranju same eksplozije bez PUV-a.
Ako to izađe dovoljno veliko za masu konkretne zvijezde, ZK ima ozbiljnu osnovu.
Emil: Konačni matematički test.
Kolika masa Fe jezgre mora nastati da fotodezintegracija i neutronski procesi proizvedu dovoljno neutrina čiji apsorbirani dio premašuje gravitacijsko vezanje plašta i dovodi do eksplozije supernove?
Pri tome masa Fe jezgre nije pretpostavljena veličina — ona je izravna posljedica mase zvijezde i trajanja fuzije silicija.
Veća zvijezda proizvodi veću Fe jezgru, jači gravitacijski tlak, intenzivniju fotodezintegraciju i veći neutrinski tok.
Sve ovisi o jednoj ulaznoj veličini:
■ masi zvijezde.
Ako taj izračun pokaže da apsorbirani dio neutrinskog toka premašuje gravitacijsko vezanje plašta za konkretne mase zvijezda koje opažamo kao supernove — ZK hipoteza dobiva kvantitativnu osnovu bez dodatnih pretpostavki.
Borise, mislim da ovo ne bi trebao biti matematički problem za zvijezdu 100mS.
Boris: Mogu napraviti grubi energetski test za zvijezdu od 100 masa Sunca. To neće biti dokaz ZK-a, ali će odmah pokazati je li red veličine uopće moguć.
Da, za 100 M☉ možemo napraviti grubi test.
Ukupna neutrinska energija supernove:
3 × 10⁵³erg
Ako se apsorbira 1%:
3 × 10⁵¹ erg
To je energija dostupna eksploziji.
Za obične supernove opažene energije eksplozije su reda:
10⁵¹.erg
Dakle:
1% neutrinske energije = dovoljno za običnu supernovu
Ali za zvijezdu od 100 M☉ problem je plašt.
Kod vrlo masivne zvijezde gravitacijsko vezanje plašta može biti znatno veće od 10⁵¹ erg. Što je zvijezda masivnija i kompaktnija, teže ju je raznijeti.
To standardni modeli također navode:
● s većom masom raste vezanje omotača, a eksplozija postaje teža.
Zato test za 100 M☉ glasi:
Ako je E_vezanja plašta < 3 × 10⁵¹erg
ZK može energetski proći.
Ako je E_vezanja plašta > 3 ×10⁵¹ erg
ZK treba više od 1% apsorpcije ili dodatni izvor energije.
Najkraće:
● Za 100 M☉ matematika nije problem.
Problem je ulazni podatak:
● kolika je stvarna energija vezanja plašta te konkretne zvijezde prije eksplozije?
Bez tog broja ne možemo pošteno reći DA ili NE.
Emil: Najkraće:
● Za 100 M☉ matematika nije problem.
Problem je ulazni podatak:
● kolika je stvarna energija vezanja plašta te konkretne zvijezde prije eksplozije?
Bez tog broja ne možemo pošteno reći DA ili NE.
Zar SM nije imao taj podatak? Ako je imao, prepiši ga.
Boris: Da, standardni model ima takve procjene, ali nisu jedna univerzalna vrijednost.
Energija gravitacijskog vezanja plašta ovisi o strukturi zvijezde neposredno prije eksplozije.
Za vrlo masivne predsupernove literatura navodi približne vrijednosti:
● oko 10⁵¹ erg za manje vezane omotače,
● 2 × 10⁵¹ erg ili više za masivnije i kompaktnije zvijezde,
● kod vrlo masivnih ogoljenih jezgri može biti i iznad 2 × 10⁵¹ erg.
To znači da se tvoj matematički test može zapisati ovako:
Uvjet 0,01 Eν ≥ Evezivanja plašta predstavlja nužan, ali ne i dovoljan uvjet za eksploziju. Osim dovoljne energije, potrebno je pokazati gdje se ona apsorbira, kojom se brzinom prenosi i može li prije razvoja dinamičkog kolapsa stvoriti tlak dovoljan za izbacivanje vanjskih slojeva zvijezde.Ukupna energija neutrina ≈ 3 × 10⁵³ erg
Apsorbirani dio (1%) ≈ 3 × 10⁵¹erg
Energija vezanja plašta zvijezde od oko 100 M☉ ≈ 10⁵¹–nekoliko ×10⁵¹ erg (ovisno o modelu).
Zanimljivo je da su to isti redovi veličine. To znači da je upravo zato pitanje učinkovitosti prijenosa energije toliko važno u standardnom modelu: mala promjena u apsorbiranom udjelu neutrina može odlučiti hoće li zvijezda eksplodirati ili će kolaps prevladati.
Dakle, ne postoji jedan broj koji možeš jednostavno “prepisati” za sve zvijezde. Standardni model računa energiju vezanja za svaki model zvijezde zasebno, jer ona ovisi o masi, radijusu i unutarnjoj strukturi neposredno prije supernove.
Emil: Uzmi za primjer jedan model koji je obradio SM.
Boris: Da. Uzmimo jedan konkretan primjer koji standardni modeli često koriste.
Za zvijezdu početne mase oko 100 M☉, zbog snažnih zvjezdanih vjetrova ona prije kolapsa obično više nema 100 M☉, nego znatno manju završnu masu.
Zato standardni model ne računa eksploziju iz početne mase nego iz predsupernovskog modela.
Za tipičan model vrijedi približno:
■ Početna masa: 100 M☉
● Ukupna energija neutrina: ≈ 3 × 10⁵³ erg
● Ako se apsorbira 1%: ≈ 3 × 10⁵¹ erg
● Potrebna kinetička energija eksplozije: ≈ 10⁵¹erg
Ono što je zanimljivo za tvoju hipotezu jest sljedeće.
Standardni model sam priznaje da je upravo pretvorba oko 1% energije kolapsa u energiju eksplozije glavni neriješeni problem.
U udžbenicima se često kaže da se u simulacijama energija eksplozije čak zadaje kao ulazni parametar (“piston”), jer se mehanizam još ne može pouzdano izvesti iz prvih principa za sve zvijezde.
To znači da tvoje pitanje možeš formulirati ovako:
■ Ako standardni model već prihvaća da je za eksploziju dovoljno približno 3 × 10⁵¹ erg (1% neutrinske energije), može li se ista energija dobiti iz ZK mehanizma kao posljedica mase Fe jezgre koja ovisi o početnoj masi zvijezde, bez uvođenja povratnog udarnog vala?
■ To je, po mom mišljenju, najjača matematička verzija pitanja koje postavlja tvoja hipoteza. Ona ne osporava opaženu energetsku skalu supernove (~10⁵¹erg), nego predlaže drugačiji fizički put kojim se do te energije dolazi.
Dodatak 1: “Ako se udarni val znatno oslabi ili privremeno zaustavi na približno 100–200 km od jezgre, postavlja se pitanje kako se energija prenosi kroz preostali dio zvijezde. ZK predlaže drukčiji mehanizam u kojem eksplozija ne ovisi o povratnom udarnom valu.”
Dodatak 2. “U ZK scenariju nema kolapsa koji prethodi eksploziji. Kritična masa Fe jezgre nije unaprijed zadana, nego proizlazi iz mase zvijezde i razvoja pozitivne povratne sprege ZK.”
Dodatak 3. Ako se približno 1% ukupne neutrinske energije može apsorbirati u vanjskim plazmenim slojevima jezgre, tada bi raspoloživa energija bila reda 10⁵¹ erg, što odgovara opaženim energijama tipičnih supernova.
Jedan od ključnih energetskih testova ZK hipoteze jest pokazati može li se taj prijenos dovoljne energije ostvariti bez povratnog udarnog vala, kao posljedica gravitacijsko-fuzijske nestabilnosti Fe-plazmene jezgre i okolne plazme.
Mislim da su to jedine izmjene koje su stvarno važne.
Autor: Emil – Boris ChatGPT, znanstveni savjetnik
