Гравитацио́нный колла́пс — быстрое сжатие объектов под действием гравитационных сил, один из фундаментальных способов формирования объектов во Вселенной. Гравитационный коллапс вызывает также распад облаков газа на отдельные сгустки, в случае формирования звёзд называемые глобулами. Так равномерное распределение материи образует скопления галактик, сами галактики, и отдельные звёзды. В процессе развития отдельной звезды коллапс останавливается благодаря началу термоядерных реакций, повышающих температуру и соответственно газовое давление[1].
Для объектов высокой плотности, таких как белые карлики и нейтронные звёзды, гравитационному коллапсу противостоят соответственно давление вырожденного газа и нейтронов; однако имеется абсолютный предел Оппенгеймера — Волкова, за которым нет физических механизмов противостояния коллапсу, в результате чего достаточно массивная (более 3-4 M☉) нейтронная звезда превращается в чёрную дыру. Гравитационный коллапс ядер звёзд в нейтронную звезду или чёрную дыру вызывает разлёт внешней оболочки под действием выделяемой энергии, создавая феномен сверхновой звезды[2].
Находящиеся в пространстве облака газа достаточно больших размеров вследствие случайных флуктуаций теряют равномерное распределение плотности. Процессу содействуют гравитационные силы, объединяющие сгустки материи, но препятствует рост давления и температуры газа. Однако облака малой плотности прозрачны для инфракрасного излучения, и однажды начавшийся, гравитационный коллапс продолжается[1].
Меньшие облака газа, в тысячи и десятки тысяч масс Солнца, по мере сжатия, согласно расчётам распадаются на ещё меньшие, по массе соответствующие Солнцу, меньшие его, и превышающие в десятки (реже сотни) раз. Такие сгустки на промежуточной стадии превращения в протозвезду называют глобулами. Расчёты показывают, что скорость формирования звёзд зависит от массы глобул, и если для масс в десятки солнечных оно составляет миллионы лет, то для массы Солнца и меньше десятки и даже сотни миллионов лет. В ходе звездообразования, при наличии достаточного момента вращения, вместо одиночной или кратной звезды из глобулы образуется звезда с планетной системой, причём передача углового момента от сжимающегося ядра к протопланетному диску происходит за счёт магнитного поля вращающегося ядра протозвезды[3].
Когда давление вещества, находящегося в процессе термоядерного синтеза в ядре массивной звезды, снижается и становится не в состоянии сопротивляться гравитации верхних слоёв, они коллапсируют («падают») на нижние. Вещество сжимается со скоростью, достигающей 70000 км/с (что примерно равно 0,23 скорости света — с), и это приводит к быстрому росту температуры и плотности. Дальнейшее развитие событий зависит от массы и структуры коллапсирующего ядра. Виды ядер следующие: вырожденные ядра с малой массой, образующие нейтронные звёзды; вырожденные ядра с большей массой, в основном полностью разрушающиеся до чёрных дыр; невырожденные ядра, подвергающиеся убегающему слиянию.