Sterevolutie van groengasnevel tot zwartkool

Alvorens iets te gaan melden over zwaartekracht (bestaat niet), de 4 fundamentele krachten, waarvan nr.4 de zwaartekracht niet bestaat, de vorming van zwarte gaten als gevolg van het instorten van een ster onder invloed van de zwaartekracht (die niet bestaat) gaan we eerst iets vertellen over de samenstelling van de materie op aarde en hoe dat daar zo allemaal terecht gekomen is. Dit probleempje werd reeds bijna 2 jaar geleden geponeerd tijdens een Venus&Mars-atmosfeer-stikstof groenegaswolk chlr-logje uit 2009.
De aardkorst bestaat voor een groot deel uit silica (Si) en de aardatmosfeer uit stikstof (N₂) en zuurstof (O₂) en een beetje koolzuur (CO₂). Maar je kan op aarde ook veel ijzer (Fe) vinden en nikkel (Ni), maar van zware metalen als goud (Au) en uranium (U) is er maar heel weinig.

Voordat we fundamenteel onbegrijpelijk gaan doen met kwantummechanica of snaartheorie keren we terug in de tijd naar het atoom (ondeelbare, maar lekker toch wel) dat bestaat uit een kern en elektron(en). Je moet je voorstellen dat de kern van het waterstofatoom (H) links een speldenkop (proton) groot is op de middenstip van een voetbalstadion en dat het elektron langs de randen van de tribunes rondtolt. Dit simpele heel erg lege atoom werd gevormd tijdens de oerknal uit.... tja... uit het niets of uit de knal.
Waterstof is een gas, dat meestal als tweeling door het leven gaat (H₂). Echter daar bouw je geen planeten van met een stevige korst om op te lopen.

Volgens de laatste inzichten werd er tijdens die oerknal, 13.7 miljard jaar geleden, naast waterstof (H) ook het gas helium (He) gevormd in de verhouding  70 - 30. Deze gaswolken H & He klonterden samen tot gasballen. Wanneer de gasbal groot genoeg is wordt de druk in het middelpunt van de bal door de zwaartekracht (bestaat niet) zo hoog dat er kernfusie gaat optreden. Waterstoffen fuseren tot Helium en daarbij komt (heel) veel energie vrij. Zo veel dat de gasbal een helder brandend zonnetje of ster wordt.

In een zon of ster heerst evenwicht: de druk van de hete gassen uit het midden is gelijk aan de druk van de zwaartekracht(!?). De ster/zon blijft daarom een mooie bol tijdens het branden.
In onze, kleine, zon schijnt (moet nog worden nagemeten) de druk in het centrum een paar miljard bar te zijn bij een temperatuur van om en nabij 14.5 miljoen oC. Onze zon zet per seconde 600 miljoen ton waterstof om in helium, waarna de vrijgekomen energie E = mc2 (Einstein!) in ongeveer 10000 jaar naar het oppervlak van de zon stroomt om daar als licht en warmte te worden uitgestraald, bijvoorbeeld naar de aarde.  Die vangt ongeveer 0.00005% van die zonne-energie op, de rest verdwijnt in de ruimte van het heelal.

Na ongeveer 10 miljard jaar is onze zon opgebrand, hij heeft er nu ongeveer 4.6 miljard jaar opzitten, dus zal hij nog ongeveer 5.4 miljard jaar blijven branden.
Het blijkt dat grote sterren veel sneller branden of fuseren. Een ster van 30 zonmassa's verstookt 100.000 keer meer waterstof per seconde, zodat deze zware ster 3300 maal korter leeft oftewel maar 3 miljoen jaar oud kan worden.

Wat gebeurt er met een ster als de waterstof (H) op is? Dan gaat hij helium (He) verstoken en deze fuseren tot koolstof (C) en zuurstof (O). Als de helium (He) op is fuseert de koolstof (C) tot magnesium (Mg) en neon (Ne) en de zuurstof (O) tot zwavel (S) en silicium (Si). Gaat de zon dan uit, nee hoor, het silicium (Si) fuseert vervolgens tot nikkel (Ni) en ijzer (Fe). Het ijzer hoopt zich op in het midden van de zon en vormt daar een ijzerkern. En dan komen de problemen, want bij de volgende fusiereactie komt geen warmte vrij, daarvoor is warmte nodig. Bij kernsplijting van zware elementen (Uranium, Plutonium) komt energie vrij.

Wanneer de warmteproductie wegvalt krijg de zwaartekracht(b.n.) vrij spel. Was er eerst sprake van een drukevenwicht tussen de hete gassen en de zwaartekracht(*), na het opbranden stort de ster in en krimpt de ijzerkern een factor 100. De elektronen worden samengeperst met de protonen in de kern tot neutronen. Het voetbalstadion wordt een middenstip. Hierbij komt zoveel energie vrij dat er een zogenaamde supernova optreedt: de ster explodeert en wordt gedurende enkele maanden 1 - 10 miljard maal helderder dan onze zon.

De buitenste schillen van de supernova-ster worden met hoge snelheid de ruimte in geslingerd. Hieronder staat een foto van de Krab-nevel, restanten van een supernova die in 1054  o.a. door Chinese sterrenkundigen werd waargenomen. Na 900 jaar heeft de rand van de wolk een afstand van 3 lichtjaar tot het explosiecentrum.

Tijdens de supernova ontstaan omstandigheden waardoor kernfusie tot hogere elementen dan ijzer mogelijk wordt. Lood (Pb) en goud (Au) en uranium (U) en alle andere zware metalen op aarde worden dan gevormd. Het R-process van Rapid. Blijkt Newton's alchemistische 'rijpen' van lood tot goud toch eenvoudig mogelijk, echter niet op een lab in Cambridge. Er is trouwens ook nog een S-process, jaja van Slow.

Uit de ontstane nevel kan een nieuw zonnestelsel worden gevormd, zoals ons eigen zonnestelsel, met een kleine, langzaam, brandende zon. Wat vaste en gasvormige afvalresten, ongeveer 0,14% van de massa van de zon, klonterden samen in planeten die rond de zon gingen tollen, daaronder: onze aarde. Dichtbij onze zon 4 vaste afvalbergen, verder van de zon gasbellen van H & He, die te klein zijn voor zelfontbranding agv de zwaartekracht (wat?). Men schat dat ongeveer 2% van de materie in ons melkwegstelsel zwaarder is dan de gassen H & He.

De aarde is dus een stellaire kernfusie-afvalberg planeet! Samen met Mercurius, Venus en Mars (rood door oud ijzer). Onbruikbaar afval van 9 miljard jaar kernfusie in sterren en supernova's.
Eigenlijk wel handig en uitdagend zo'n ratjetoe-planeet, met een groot deel van het periodiek systeem moeilijk vindbaar in de aardkorst aanwezig voor allerhande zinvolle toepassinkjes zoals een BMW 1M coupe.  En met een aardkern van gedeeltelijk vloeibaar circulerende Ni-Fe die voor het beschermende aardmagnetisch veld zorgt.