Tiempo de Caída Libre y Tiempo de Formación de Estrellas
Uno de los problemas clásicos de la astronomía es el modelado de la contracción gravitacional de una nube de gas y polvo difusa para formar una estrella. Un paso en el camino para un modelo realista consiste en calcular el tiempo de caída libre. A partir de un modelo simple de una nube de gas esférica uniforme, un elemento de masa m en el radio r, experimentará una atracción gravitacional como si toda la masa M estuviera concentrada en el centro. Esto se deduce de la ley de Gauss para una fuerza de gravedad gobernada por la ley del cuadrado inverso.
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Además, se asume que no existen otras interacciones entre las partículas, distintas de la gravedad -es decir, no colisiones, o una presión hacia fuera efectiva-. La dinámica de la materia en contracción se puede describir por la segunda ley de Newton.  |
También se puede invocar en este contexto la conservación de la energía, de manera que la energía cinética adquirida por el elemento de masa m, es igual al cambio en la energía potencial gravitatoria..
La integración de esta expresión para encontrar el tiempo de colapso a un radio cero, da la expresión del tiempo de caída libre.
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Si se realiza el cálculo con los parámetros solares, se encuentra que si se retiran todas las presiones externas y las interacciones, el Sol colapsaría por completo en menos de 30 minutos. Esto no va a suceder, pero este tipo de modelos es sin embargo útil para dar una idea de los breves intervalos de tiempo asociados con el colapso de las partes interiores de las estrellas, que pueden llevar a eventos de supernovas.
El modelado realista de la formación estelar debe tener en cuenta las colisiones, presión, temperatura, radiación y otras variables. Sin embargo, el tiempo de caída libre es un parámetro útil para el modelado de ciertos procesos.
Procesos en las Estrellas
Conceptos de Galaxia
Referencia
Harwit
Sec 12-15
Bowers & Deeming
Sec 1.3
| HyperPhysics*****Astrofísica | M Olmo R Nave |
