Привет, друзья. Как-то давно я увидел где-то утверждение о том, что шаровые звёздные скопления весьма устойчивые астрономические объекты. Понимая в гравитации, я удивился: шар в целом не может быть гравитационно устойчив. Потом нашёл объяснение у ув. В. Сурдина, и это довольно любопытно именно с философской точки зрения. Я вполне мог бы помножить свои знания (в одной области) на некомпетентность (в другой) и начать буйствовать, отрицая - с формулами и теоремами, и всем своим авторитетом. Некоторые так и поступают. Но не все.
Давайте поясню. Во-первых, почему шар не может сколько-нибудь долго существовать. Шар здесь как целое пока. Дело в том, что частицы на оси вращения не вращаются и притягиваются к центру масс (центру шара в простом случае). Точки вблизи оси вращаются медленно и тоже будут падать. И получится диск.
Если шар не монолитен, а разные частицы (звёзды) движутся по разным орбитам, то они будут сталкиваться. Терять скорость и падать на центр масс, увеличивая массу этого центра.
Почему же мы видим множество шаров, включая тот, на котором прямо сейчас пребываем? Потому что здесь, помимо гравиатации, действует ещё давление. В случае планет это давление вещества, а в звёздах это давление и вещества, и излучения, но так или иначе оно есть. В вырожденных случаях давление обусловлено квантовомеханическими эффектами.
Но для шара из звёзд никакого давления там быть не может, излучение слишком слабо по сравнению с гравитационным взаимодействием этих звёзд.
Шар из звёзд долго жить не может. Но живёт.
Как?
Дело в том, что звёзд в этом шаре много. Настолько много, что скопление похоже на газ. Звёзды движутся по хаотическим орбитам, образуют двойные системы, которые тоже движутся по сложным орбитам. Взаимодействие двойной системы с третьей звездой может разрушить двойную систему, а может дать энергию пролетевшей звезде (гравитационный манёвр). Так или иначе, какие-то звёзды теряют энергию и опускаются к центру, а другие забирают энергию и отдаляются от центра или вовсе покидают скопление. За счёт этих последний скопление "испаряется".
Звёзды же, упавшие к центру, не обязательно слипаются там и образуют чёрную дыру. Там они с большой вероятностью приобретут энергию: любое падение связано с приобретением кинетической энергии - и потому с большой вероятностью отдалятся от центра. Больше звёзд в центральной области означает больше двойных систем, а значит, больше гравитационных манёвров, а значит, выше скорости и меньше звёзд в центральной области. Скопление как бы застраховано от коллапса.
От коллапса оно защищено статистическим механизмом (он аналогичен механизму, не позавляющему воздуху "упасть" на поверхность Земли: если часть газа переместится ближе, то давление вырастет, много молекул увеличит скорость и улетит вверх), а от испарения оно не защищено. И испаряется. Но испаряется медленно, так как потеря быстрых звёзд приводит к (небыстрому) выравниванию скоростей (там график аналогичен Максвелловскому, как в термодинамике). Поэтому шаровые скопления существуют долго. Но и они не вечны.