La Formazione degli Astri
La formazione degli astri, dei pianeti, delle galassie, in altre parole l'organizzazione della materia nelle strutture che conosciamo, è un evento perfettamente naturale che dipende principalmente dall'attrazione gravitazionale.
Come ha formulato in modo preciso Newton, ogni particella di materia attrae le altre in modo proporzionale alla massa.
Tanto più la massa è grande tanto più l'attrazione gravitazionale esercitata sulle altre particelle è maggiore.
La materia esplosa dopo il big-bang, perciò, anche se complessivamente tende ancora oggi ad allontanarsi, localmente genera aggregazioni e strutture ordinate.
Una nube di gas o di polveri interstellari, per esempio, per effetto dell'attrazione tra le particelle tende ad ammassarsi e dare origine a una stella, a un pianeta o a un corpo celeste minore, a seconda della quantità di materia a disposizione.
A loro volta anche gli astri, esercitano sugli altri astri un'attrazione gravitazionale.
Così, un corpo celeste piccolo, se si avvicina troppo a uno più grande, o vi precipita, o la sua traiettoria ne viene modificata e comincia ad orbitare intorno al corpo celeste dalla massa maggiore.
La vita di una stella nasce quando una grande quantità di gas disperso nello spazio, prevalentemente idrogeno, si concentra e si aggrega a causa dell'attrazione gravitazionale tra le particelle.
Gli atomi di gas in questo modo collassano ed entrano tra loro in continue collisioni sempre più frequenti e veloci.
Questo fenomeno genera un progressivo innalzamento della temperatura che accelera sempre maggiormente gli urti, sino a quando gli atomi, invece di rimbalzare, si fondono tra loro formando elio. La reazione è simile a quella che si innesca in un esplosione di una bomba all'idrogeno.
La stella comincia perciò a risplendere. Questo processo dura molto tempo e si mantiene con la combustione dell'idrogeno. Inizialmente una protostella è di colore bianco. Poi, mano a mano che l'idrogeno si consuma e si forma l'elio, la stella si espande sempre più e diventa di colore giallo o rosso: è diventata una gigante rossa. A volte il processo di ingrandimento, a seconda della massa iniziale, può continuare generando una supergigante.
Il destino di una stella dipende dalla sua massa. Se è limitata si consuma fino a collassare trasformandosi in una nana bianca che continua a risplendere a causa del calore residuo di quando costituiva il nucleo della stella. Col passare del tempo si raffredda sino a diventare una nana nera che, progressivamente, si spegne.
Oppure, se la massa è sufficientemente grande, la stella può spegnersi in una rapida esplosione - che può durare da poche ore a pochi giorni - generando una nova (cioè apparentemente una nuova stella). A volte l'esplosione è tale da generare una supernova, un'esplosione luminosissima, visibile anche in pieno giorno per alcune settimane. Queste esplosioni possono proiettare nello spazio quantità di materia tali da generare le stelle a neutroni, dal diametro piccolissimo ma con una gravità anche 100 miliardi volte superiore a quella terrestre. E' per esempio il caso delle stelle pulsar che ruotano su se stesse sino a 30 volte al secondo.
Altre volte il collasso di una stella è tale che la materia si concentra e comprime in uno spazio ridottissimo, generando un'attrazione gravitazionale così forte da inghiottire ogni cosa, compresa la luce. E' nato in questo modo un buco nero, un fenomeno unidirezionale che permette alla materia e alla luce di entrare ma da cui non è possibile uscire.