Si la gravedad es tan débil, ¿cómo supera las fuerzas repulsivas comparativamente muy poderosas en el caso de una estrella colapsando en un agujero negro?

En una estrella, las cargas están (para la mayoría de los propósitos) completamente equilibradas. Entonces, por cada carga que repele una molécula, hay otra carga que la atrae con la misma fuerza. Esto es diferente de la gravedad, donde todas las fuerzas son atractivas, por lo que no hay cancelación de fuerzas con la gravedad.

La gravedad es de hecho órdenes de magnitud (específicamente, alrededor de 41 órdenes para la fuerza electromagnética y 39 órdenes para la fuerza débil) más débiles que cualquier otra fuerza. Solo domina en sistemas grandes porque hay mucho de eso .

La gravedad actúa sobre cualquier partícula, período , incluso sin masa, como los fotones. Esto se debe a que está representado por una curvatura del espacio-tiempo en sí, que puede propagarse a distancias ilimitadas, sujetas a la ley del cuadrado inverso. Por el contrario, las fuerzas fuertes y débiles solo pueden actuar a nivel atómico, porque las partículas responsables de transportarlas se descomponen muy rápidamente. A distancias cortas obedecen la ley del cuadrado inverso y pueden contrarrestar la fuerza de la gravedad, pero a distancias más largas dejan de funcionar abruptamente, ya que las partículas que transportan las fuerzas ya no pueden cruzar la brecha. La fuerza electromagnética actúa solo sobre partículas cargadas y puede tener efectos atractivos y repulsivos. La presión ligera y térmica es una forma de esto; Las partículas se aceleran con la energía del fotón que choca contra ellas. En la escala de las estrellas, y en sistemas neutros sin grandes diferenciales de carga, la gravedad es la única fuerza que marca la diferencia.

Aún así, la gravedad no puede vencer a las otras fuerzas durante la mayor parte de la vida de una estrella. Una estrella siempre está bajo una tremenda gravedad de su propia masa. Lo único que evita que se colapse es la intensa presión de radiación que proviene de las reacciones de fusión en su núcleo. La presión de radiación es el resultado de la fuerza electromagnética, y los reactores nucleares son causados ​​por las fuerzas nucleares. Es solo cuando estas fuerzas agotan sus energías, cuando el núcleo de la estrella no tiene más combustible para fusionarse, se enfría y deja de emitir fotones, que la gravedad se hace cargo y lo aplasta en un agujero negro. El ejemplo que diste es un caso bastante raro y extremo donde la gravedad gana la victoria total. Es más probable que la estrella muera como una enana blanca o una estrella de neutrones, estructuras aún soportadas, contra la gravedad, por las otras tres fuerzas.

La gravedad es, de hecho, la más débil de las cuatro fuerzas fundamentales. La gran mayoría de las estructuras en el universo sienten la gravedad, pero están dominadas por las otras tres. Es solo cuando literalmente no queda otra fuerza que la gravedad gana.