Fundamentele științelor naturii (6) - eseu, pagina 4

Lumea este una din caracteristicile importante ale stelelor. Este interesant de observat că stelele duble sunt destul de comune - ele se formează una lângă cealaltă și se rotesc în jurul unui centru comun. Ele numără între 30 și 50% din numărul total de stele. Aspectul binar este probabil legat de distribuția momentului unghiular al norului inițial. Dacă o astfel de pereche este format sistemul planetar, mișcarea planetelor poate fi destul de complicate, precum și condițiile de pe suprafețele lor vor varia foarte mult în funcție de locația orbita planetei în raport cu corpurile de iluminat. Este foarte posibil ca orbitele staționare, cum ar fi cele care pot exista în sistemele planetare ale stelelor unice (și există în sistemul solar), să nu fie deloc. În mod obișnuit, singurele stele în procesul formării lor încep să se rotească în jurul axei lor.







O altă caracteristică importantă este raza stelei. Sunt stele - pitice albe, a căror interval nu depășește raza Pământului, sunt cei - giganți roșii a căror rază atinge raza orbita lui Marte. Compoziția chimică a stea date medii spectroscopice este: atomi de hidrogen 10.000 au la 1000 atomi de heliu, 5 atomi de oxigen și 2 atomi de azot, 1 atom de carbon, alte elemente mai puțin. Din cauza temperaturilor ridicate atomii sunt ionizate, astfel încât substanța este substanțial plasma hidrogen-heliu stea - ca întreg este electric neutru cu un amestec de ioni și electroni. În funcție de masa și compoziția chimică a norului inițial, steaua formată cade pe una sau alta secțiune a așa-numitei secvențe principale din diagrama Hertzsprung-Russell. Acesta din urmă reprezintă un plan de coordonate, axa verticală care este întârziată luminozitate (adică, cantitatea de energie radiată la aceasta pe unitatea de timp), iar pe orizontală - tipul spectrală (care caracterizează culoarea stelei, care la rândul său depinde de temperatura suprafeței. În acest caz, stelele "albastre" sunt mai calde decât stelele "roșii", iar soarele "galben" are o temperatură de suprafață intermediară de aproximativ 6000 de grade (fig.2). În mod tradițional clase spectrale de la cald la literele O notată rece, B, A, F, G, K, M (secvență ușor de reținut folosind mnemotehnică "O, Be A Fine Fata, Kiss Me"), fiecare clasă este împărțit în zece subclase. Deci, Soarele nostru are clasa spectrală G2. Diagrama arată că majoritatea stelelor sunt situate de-a lungul unei curbe netede care merge din colțul din stânga sus spre cel din dreapta jos. Aceasta este secvența principală. Soarele nostru este, de asemenea, pe el. Pe măsură ce hidrogenul "arde" în centrul stelei, masa se schimbă ușor și steaua se schimbă ușor spre dreapta de-a lungul secvenței principale. Stele cu masele ordinii solare sunt pe secvența principală de 10-15 miliarde de ani (soarele nostru este pe el timp de aproximativ 4,5 miliarde de ani). Treptat, energia din centrul stelei se evidențiază mai puțin și mai puțin, presiunea scade, principalele contracte și temperatura crește. Reacțiile nucleare au loc acum doar într-un strat subțire la limita centrală a stelei. Ca urmare, steaua ca un întreg începe să "se umfle", iar luminozitatea sa crește. Steaua să iasă din secvența principală, și sa mutat la partea superioară a diagrammy colțul din dreapta Hertzsprung-Russell, devenind un așa-numit „gigant roșu“. După temperatură în scădere (acum heliu) gigant nucleu roșu ajunge la 100-150 milioane de grade, noua reactia de fuziune nucleară începe. - Transformarea heliu in carbon. Și când reacția a urmat cursul, există o descărcare coajă - o parte substanțială din masa stelei se transformă într-o nebuloasă planetară. Straturile interioare calde ale stelei sunt "în afară", iar radiația lor "umflă" învelișul detașat. După câteva zeci de mii de ani, coaja se disipează și rămâne o mică stea foarte densă. Răcorind încet, merge în colțul din stânga jos al diagramei și se transformă într-un "pitic alb". Piticii albi, aparent, reprezintă etapa finală a evoluției normale a majorității stelelor.

În cazul în care masa stelei rămase după prăbușirea cochiliei de către "gigantul roșu" depășește cu cel solar de 1,2-2,5 ori, atunci, după cum arată calculele, nu se poate forma un "pitic alb" stabil. Steaua începe să se contracte, iar raza sa atinge o dimensiune nesemnificativă de 10 km, iar densitatea materiei unei astfel de stele depășește densitatea nucleului atomic. Se presupune că o astfel de stea este formată din neutroni densi, așa că se numește o stea neutronică. Conform acestui model teoretic, o stea neutronică are un câmp magnetic puternic și se rotește la o viteză foarte mare - câteva zeci sau sute de revoluții pe secundă. Numai descoperite în Nebuloasa de Crab în 1967, pulsarii - surse punctuale de emisie radio pulsată de înaltă stabilitate - au tocmai aceleași proprietăți cum ar fi de așteptat de la stelele neutronice. Fenomenul observat a confirmat conceptul.

Dacă masa rămasă este chiar mai mare, atunci comprimarea gravitațională comprimă în mod irepetabil substanța în continuare. Una dintre predicțiile teoriei generale de relativitate intră în vigoare, conform căreia materia se va micșora până la un punct. Acest fenomen se numește colaps gravitațional, iar rezultatul său este o "gaură neagră". Acest nume se datorează faptului că masa gravitațională a obiectului este atât de mare, forța de atracție este atât de mare încât nu numai că orice corp material nu poate părăsi vecinătatea găurii negre, dar chiar și de lumină - semnal electromagnetic - poate afecta și nu pentru a merge „afară “. Astfel, este imposibil să observăm direct o gaură neagră, se poate ghici existența ei doar prin efecte indirecte. Mergând în spațiul spre gaura neagră (pe care încă nu o știm), se poate constata că desenarea constelațiilor situate chiar pe curs începe să se schimbe. Acest lucru se datorează faptului că lumina provenind de la stele și trecând lângă gaura neagră este deviată de gravitația ei. Când vă apropiați de gaură, apare o regiune goală, înconjurată de puncte luminoase - stele, inclusiv cele care nu au fost observate anterior. Lumina de la unele stele poate, trecând printr-o gaură, să se întoarcă în jurul ei și apoi să intre în dispozitivele receptoare ale observatorului. Astfel, o stea poate da mai multe imagini în locuri diferite. Toate acestea, desigur, contrazic atât experiența noastră de viață, cât și noțiunile clasice, conform cărora lumina se propagă rectiliniu. Cu toate acestea, existența găurilor negre, spune un număr de observații astronomice indirecte, precum și devierea luminii de atracția gravitațională a înregistrat trecerea fasciculului printr-un astfel de obiect „normal“ ca soarele.







Pe fondul informațiilor de mai sus despre structura universului problemei cosmologice de bază - în cazul în care a făcut norul original al materiei interstelare, de la care toate aceste obiecte - rămâne încă misterios. Declarația "Universul a existat întotdeauna" lasă loc pentru întrebare, a fost întotdeauna așa cum îl vedem acum. La urma urmei, dacă universul își păstrează proprietățile în timp și reprezintă o distribuție mai mult sau mai puțin uniformă a stelelor în spațiu, atunci există așa-numitul. "paradox fotometric": cerul de noapte ar trebui să strălucească, pentru că în orice direcție mai aproape sau mai departe de noi va fi o stea. Dar nu vedem asta. Dar am descoperit că există o schimbare roșie. Și noi credem că toate galaxiile zboară în afară. Deci, odată ce s-au apropiat unul de celălalt într-o zonă mică. Și în "spațiul rămas" a fost gol și, prin urmare, nu este necesar să spunem că distribuția uniformă a fost menținută constantă. Astfel, universul evoluează. În prezent, se crede că acum aproximativ 25 de miliarde de ani toată substanța a fost concentrată la un moment dat. Această situație nu permite să vorbim despre existența unor concepte de bază, cum ar fi spațiul și timpul. Nu a existat nici spațiu, nici timp în sensul obișnuit. Apoi a apărut Big Bang-ul, ca urmare a formării protonilor, a electronilor și a altor particule elementare. Interacțiunea radiației cu materia într-o anumită etapă a dus la faptul că radiația și materia au început să evolueze la rate diferite. Pe aceasta putem ghici la existența așa-numitei radiației cosmice de fond, care caracterizează stadiul incipient de dezvoltare a universului, care este acum văzută ca o radiație de fond longwave omogen observate din orice direcție. Rapid împrăștiate particule, care interacționează într-o temperatură gigant nori format treptat, stele, în interiorul cărora există procese de fuziune nucleară a elementelor grele, și până în prezent avem ceea ce avem. Dar ce va duce la asta? Totul depinde de densitatea medie a materiei din univers. Dacă este mai mare decât o valoare critică, atunci modelul unui univers închis este realizat. Sub influența atracției gravitaționale, expansiunea va înceta (aproximativ după încă 25 de miliarde de ani) și începe compresia, ca urmare a faptului că toată materia se va redresa din nou până la un punct. Dacă densitatea este mai mică decât critica, forțele gravitaționale nu pot opri expansiunea. Modelul universului deschis este realizat. Prin 1015 stele rece prin 1019, lasă galaxia lor după un alt incredibil de lungi perioade de timp (în cazul în care în prezent cunoscute legile fizice vor acționa în continuare) ca urmare a dezintegrarii radioactive de orice substanță se va transforma în fier, chiar mult mai târziu de fier „picături“ neutroni stelele și găurile negre, care după 1067 de ani se evaporă. Nu este ușor să estimăm densitatea universului observabil, deși datele recente indică faptul că este probabil sub critică, iar universul este deschis.

Despre una dintre stelele acestui univers se învârte nouă planete, inclusiv Pământul nostru. Și cum au format planetele? Este existența unor sisteme planetare în stele un eveniment natural sau accidental? Astfel, I. Kant și P. Laplace au susținut regularitatea originii planetelor. Ambii au crezut că totul a început cu o nebuloasă, care mai târziu sa transformat într-o stea în jurul căreia planetele s-au rotit. Cu toate acestea, Kant a crezut că nebuloasa a fost rece, apoi a început să se micșoreze, soarele sa format și apoi planetele au ieșit din ea. În timp ce Laplace credea că nebuloasa era fierbinte, se înrăutățește, ea formează inele care mai târziu deveneau planete, iar partea centrală se contracta și mai mult și devenea o stea. "Întrebarea critică" a fiecărei ipoteze este problema distribuției momentului unghiular în sistemul solar. Pentru a reprezenta această caracteristică, este posibil ca un exemplar al patinatorului să facă rotație. În timp ce brațele sale sunt foarte divorțate, rotația este destul de lentă, o parte a impulsului este concentrată în ele. Dacă patinatorul își apasă cu putere mâinile spre corp, rotația lui se va accelera. În sistemul solar, 98% din impulsul angular total se datorează mișcării orbitale a planetelor și numai 2% la rotația Soarelui, care, deși conține partea covârșitoare a masei întregului sistem, se rotește relativ încet. Prin urmare, este necesar să se explice modul în care ar putea apărea o astfel de redistribuire a momentului unghiular în procesul de formare a sistemului stele-planetă.

Susținătorii formarea aleatorie a planetelor (blugi, Schmidt, Littleton) au discutat diferite opțiuni pentru coliziune (trecerea aproape) dintre cele două stele, sau care trece stele prin nori de praf interstelar, provocând steaua și ar fi putut forma o planeta: oricare parte a substanței sale, extrasă sub influența gravitației a doua stea, sau din substanța norului. Cu toate acestea, deși, potrivit estimărilor rezonabile, această ipoteză este mai puțin atractivă, deoarece, în acest caz, numai de la unul dintre cei aproximativ 100.000 de stele ar putea fi un sistem planetar - este prea puțin probabil ca o astfel de coliziune, sau chiar trece.

Din fericire, ca urmare a observării a spectrelor emise de marginile stelei, prin rotație „noi“ sau „al nostru“, sa constatat că, pentru stele până la o secvență principală F5 clasa se caracterizează prin rotație rapidă, iar stelele se învârt în jurul clasei următoare ca soarele nostru. În același timp, în cazul în care mentalul „reseta“ toate planetele din sistemul solar de Soare, atunci legea conservării momentului cinetic ar rezulta că soarele va răsuci apoi de până la 50 de ori mai rapid - la fel ca stelele rotative rapid. Acest lucru sugerează că formarea sistemelor planetare în evoluția stelelor mai calde și stele cu putere radiantă, în unele puncte de resetări la împrejurimile orașului agenților lor (și această planetă va fi ulterior), ea încetinește rotația sa și „mutat“ de-a lungul secvenței principale în acea zonă în care Sun este și noi. A fost de asemenea inventat un posibil mecanism pentru transferul momentului unghiular. Prin separarea substanțelor de stea care se rotește câmpul lor magnetic total împiedică rotația stelei, și agentul de antrenare despărțire trece treptat de la suprafața sa. Aceste considerații au dus la faptul că, potrivit estimărilor moderne, aproximativ 20% dintre stele au sisteme planetare. Se crede că un rol important este jucat de explozii de supernove, stimulând formarea nebuloasa solare și radiația masers spațiale.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: