なぜガスはブラックホールではなく星を形成するのですか？

スペースガスが引き寄せられると、星が形成されます。一方、巨大な星が死ぬと、ブラックホールに崩壊します。

ガスの初期質量は、数十億年前に存在し、その過程で質量を失った星よりも大きいと思うでしょう。

それでは、そもそも宇宙ガスがブラックホールを形成するのを阻止したのは何ですか？

基本的にガスはそうですが、たまたま星を形成するだけです。

ブラックホールを作成する要因は質量だけではありません。また、この質量が高密度に達する必要があります。これを行う過程で、通常星が形成されます。星内部のエネルギー生成プロセスは、重力の引力と釣り合う圧力を生成します。これにより、星がブラックホールの形成に必要な臨界密度に達するのを防ぎます。これらのエネルギー生成プロセスが使用可能な燃料を使い果たすと、星は最終的に崩壊してブラックホールを作成します。

したがって、大量のガスを取り込んでブラックホールを作成することはできません。他の物理プロセスが発生します。

簡単に言えば：ガスはそれ自体がばらばらになるからです。

ブラックホールが形成される前に発生するガス（HまたはHe）が非常に高圧になると、原子は核融合を開始し、大量のエネルギーを放出します。その連続的なエネルギーの流れは、太陽を明るくし、太陽がそれ自体に崩壊するのを防ぎます。

核融合が1つの要素を燃やした/融合しすぎると、別の要素が核融合の支配的な要素となり、星の寿命の間に異なる状態になります。そして、星が燃料を使い果たすと、重力が勝ちます。

ロブは言う、あなたは、核融合エネルギーを打ち消すために、「大質量星」のそれより道以上の質量を必要とするだろう。

現在の世界では、これは2つの理由で起こりません。第一に、ガスは崩壊するにつれて断片化に対して不安定です。この理由は、崩壊する可能性のある最小の質量であるジーンズの質量がとしてスケーリングするためです。ここで、は温度で、は密度です。ガスが崩壊して冷却できる場合、温度はほぼ一定に保たれ、ジーンズの質量は低下し、雲は小さなコアに分裂します。これらのコアは通常、ブラックホールを形成するために必要な（少なくとも）いくつかの太陽質量よりもはるかに小さい（以下を参照）。$T^{3/2}/\rho^{1/2}$$T$$\rho$

第二に、これらのコアのそれぞれは、最終的に中央で熱くなります。超える質量の場合、核は核融合に十分に熱くなります。これにより、高温と高圧が維持され、燃料がなくなるまで重力を寄せ付けません。この後、電子縮退または中性子縮退圧力、または核子間の反発力の形の量子力学は、星を（白色might星または中性子星として）支持する可能性がありますが、よりも重い場合はそうではありません。低質量のガスのボール（褐色d星または惑星）の場合、核融合をスキップし、電子の縮退に支えられるようになります。$0.075M_{\odot}$$\sim 3M_{\odot}$

しかし、初期の宇宙では、あなたが示唆することが実際に起こるかもしれません。これは、ビッグバンからわずか数億年後に超巨大ブラックホールとクエーサーが存在する方法かもしれません。

水素原子とヘリウム原子だけで作られた原始ガスは、非常に効率的に冷却することはできません（効率的な冷却につながる現代のガス雲には、前世代の星によって生成されたより重い原子が存在します）。したがって、原始雲は、密度が高くなり、ジーンズの質量を小さくすることができないため、加熱されるため、断片化の影響を受けにくくなります。そのような状況では、大規模なブラックホール（すなわちかもしれへ太陽質量）ができ崩壊ガス雲から直接形成します。$10^4$$10^5$

このアイデアの別の概要およびトピックに関する最近の学術論文へのリンクについては、このプレスリリースを参照してください（例：Agarawal et al。2015 ; Regan et al。2017）。

完全な答えではなく、コメント以上のものです。他の答えが示した問題を克服するために、もっと多くの山を積み上げることはできませんか？確かに宇宙のある時点、例えば最初の段階では、内向きの圧力が熱/融合による外向きの圧力に打ち勝つことができるように、条件は非常に大きな星を形成するのに有利でした。おそらく完全な崩壊を妨げる障壁にもかかわらず、ブラックホールがすぐに形成される可能性があります。結局のところ、放射圧、縮退圧など、完全な崩壊を妨げる障壁が常に存在します。それは、十分な質量でそれを克服するだけの問題です。

誰かがすでにこの質問をしていて、彼らの答えは（時々）いいえです。ジョンソン他 2013年は、超大質量星によって形成される原始超大質量ブラックホールのアイデアについて説明しています。スーパー大規模なことで、私の平均記録上（最大、現在知られている星がある -$\sim50,000\:M_\odot$$\sim200$$300\:M_\odot$）。彼らのアイデアは、宇宙の早い時期に大量の大量の山を積み上げ、言葉の技術的な意味で「星」を持つかもしれないが、ほとんどすぐに（宇宙のタイムスケールと比較して）ブラックホールを形成するというものです。彼らの究極の結果は、通常の星の形成で見られる放射圧の障壁を、異常な量の質量で積み上げて克服しようとすると、「宇宙最大の爆発」で物事が爆発することを発見したということでした。

そのスペースガスが一緒になって星を形成すると、元のガスと今では星の質量は同じ（変化しない）ですが、重力によりサイズが小さくなります。星が崩壊してブラックホールになると、重力のために質量は同じですがサイズが縮小します。この方法で尋ねるのは有効な方法ではありません。

それでは、そもそも宇宙ガスがブラックホールを形成するのを阻止したのは何ですか？

スペースガスは最終的に縮小してブラックホールになります[初期質量が星として存在するのに十分で、ブラックホールとして崩壊する場合]、観測者はプロセス全体をセクションごとに観察します観察されるセクション]。これを類推するためにオブジェクトを置き換えるとき、それは簡単です：氷を加熱します。氷が溶けて水になり、次にガスになります。今、OPは尋ねるようなものです：なぜ氷は加熱されても水にならないのですか？それは論理的に聞こえますが、実際には単純な類似性を謎めいた言葉の構成です。