§304. Датский астрофизик Бенгт Стрёмгрен (1939) рассмотрел проблему ионизации и возбуждения межзвёздного водорода. [649] Его модель рассматривает влияние электромагнитного излучения одиночной звезды (молодой звезды спектрального класса O или B, или тесного скопления похожих звёзд) заданной температуры и светимости на окружающее межзвёздное вещество данной плотности. Для упрощения вычислений межзвёздная среда предполагается однородной и состоящей только из водорода. Выведенная Стрёмгреном формула описывает соотношения между светимостью и температурой центральной звезды с одной стороны и плотностью окружающего водорода с другой стороны. Согласно его расчету, существует очень резкий обрыв степени ионизованности на границе сферической оболочки ионизованного водорода вокруг такой звезды на том основании, что область перехода между ионизованным водородом и нейтральным водородом очень узка в сравнении с общим размером сферы Стрёмгрена. Выведенные соотношения постулируются тем, что чем горячее и ярче центральная звезда, тем больше сфера Стрёмгрена; чем плотнее окружающий водород, тем меньше сфера Стрёмгрена. В модели Стрёмгрена сферическая область состоит почти исключительно из свободных протонов и электронов. Очень малое количество атомов водорода появляется при плотности, растущей приблизительно экспоненциально по направлению к поверхности. Вне сферы излучение на частотах атомов сильно охлаждает газ, это проявляется в виде наличия тонкой области, в которой излучение, испущенное звездой, в большой степени поглощается атомами, теряющими энергию при излучении во всех направлениях. Система Стрёмгрена выглядит как яркая звезда, окружённая слабо излучающей и плохо доступной для наблюдения оболочкой.

§305. Отто Ган и Фриц Штрассман (1938) открыли расщепление ядра во время поиска трансуранов при проведении опыта фракционирования радия, бария и мезотория, облучая уран нейтронами, на основании которого Ган заключил, что ядро урана «лопается», распадаясь на более лёгкие элементы. [650] Результаты опытов Гана и Штрассмана послужили неопровержимым доказательством распада урана на более лёгкие элементы. Расчёт задействованных в этой ядерной реакции энергий подтвердил результаты, полученные экспериментальным путём. [651] В ходе опытов была использована органическая соль, изготовленная Вильгельмом Траубе, с помощью которой Ган в эксперименте по расщеплению ядра доказал образование бария. Сделав это открытие, Ган проинформировал Лизу Мейтнер, с которой он ранее начинал работу по проверке опытов Ферми. Мейтнер вместе со своим племянником Отто Робертом Фришем (1939) вскоре опубликовали теоретическое физическое обоснование в английском журнале «Nature», в которой был введён в дальнейшем интернационально признанный термин расщепление ядра (nuclear fission). [652] Таким образом Ган и Штрассман впервые открыли ядерную реакцию деления ядер, дали окончательное доказательство деления своими радиохимическими методами, также отметив что процессы деления стимулируются замедленными свободными нейтронами. В свою очередь, Мейтнер и Фриш предложили первое физическое объяснение и дали экспериментальное доказательство взрывного ядерного процесса, связанного с освобождением больших количеств энергии.

§306. В 1939 году проблему максимальной массы нейтронного ядра для обеспечения жизни звезды попытались разрешить Роберт Оппенгеймер и его канадский аспирант из русских эмигрантов Георгий Михайлович Волков (Джордж Майкл Волкофф). Оппенгеймер и Волков провели расчеты на основе общего статического решения полевых уравнений Эйнштейна для сферически симметричного распределения вещества и, в частности, решения Шварцшильда, которое описывает метрику пустого пространства, окружающего это вещество. Они также предположили, что вещество состоит из квантовых частиц, подчиняющихся статистике Ферми—Дирака, чьей тепловой энергией и негравитационными взаимодействиями можно пренебречь. Приравняв массу частиц этого холодного ферми-газа массе нейтронов и проведя приближенное численное интегрирование полученных уравнений, Оппенгеймер и Волков пришли к выводу, что массы нейтронных ядер звезд, которые полностью использовали свои термоядерные энергетические ресурсы, не могут превышать 70% солнечной массы. [653] Эта их работа считается одним из самых ярких достижений теоретической астрофизики первой половины двадцатого века, несмотря на то, что полученная в ней оценка верхнего предела массы нейтронных остатков массивных звезд оказалась сильно заниженной193. Оппенгеймер, Волков и Толмен получили уравнение для радиального градиента давления вещества внутри сжимающейся звезды, или, другими словами, каким образом звезда сопротивляется сжатию, увеличивая внутреннее давление. Однако в общей теории относительности, в отличие от ньютоновской механики, давление само служит фактором искривления пространства-времени и тем самым источником поля тяготения. Поэтому гравитация внутри звезды может нарастать настолько быстро, что коллапс делается необратимым. Демонстрация, пусть и на упрощенной модели, существования верхнего предела масс нейтронных звезд стала результатом, который позволял предположить, что самые массивные потомки сверхновых не становятся нейтронными звездами, а переходят в какое-то другое состояние. [654]

§307. В том же 1939 году Роберт Оппенгеймер и еще один его аспирант Хартланд Снайдер рассмотрели процесс гравитационного сжатия строго сферического невращающегося пылевого облака с постоянной плотностью. [655] По их модели космического вещества частички пылевидной материи по определению взаимодействуют друг с другом исключительно посредством взаимного притяжения (следовательно, давление в таком облаке равно нулю) и потому движутся по геодезическим мировым линиям; кроме того, такая система не имеет термодинамических характеристик194.

§308. Лео Силард в 1939 году обосновал возможность развития в уране самоподдерживающейся ядерной реакции при делении ядер урана, а также одним из первых доказал, что в процессе деления ядер урана излучаются вторичные нейтроны. Силард совместно с Вальтером Генри Зинном получил значение среднего числа вторичных нейтронов на один акт деления в ходе эксперимента, используя радий-бериллиевый источник для бомбардировки урана нейтронами. [656] Они обнаружили значительное размножение нейтронов в природном уране, доказав, что цепная реакция возможна.

§309. Константин Антонович Петржак и Георгий Николаевич Флеров (1940) в лаборатории Игоря Васильевича Курчатова Ленинградского физико-технологического института открыли новый вид радиоактивного распада атомных ядер – спонтанное деление. [657] При всех прочих превращениях атомное ядро испускает частицы, которые существенно меньше его по массе и размерам. При спонтанном делении ядро атома делится, грубо говоря, на две равные части. Эта особенность спонтанного деления позволяет получить ценную информацию об атомном ядре. Было доказано, что атомное ядро делится спонтанно потому, что, начиная с некоторой массы, электрические силы расталкивания протонов превосходят специфические ядерные силы, обеспечивающие ту связь, которая заставляет свободные нуклоны сливаться и образовывать атомное ядро. Нестабильность относительно деления возникает с ростом массы не вдруг, а постепенно. В очень слабой степени она проявляется на опыте только для самого тяжелого природного элемента – урана195.

§310. Кеннет Эссекс Эджворт (1943) предположил, что в области космоса за орбитой Нептуна первичные элементы туманности, из которой сформировалась Солнечная система, были слишком рассеяны для того, чтобы уплотниться в планеты. [658] Исходя из этого, он пришёл к выводу, что внешняя область Солнечной системы за орбитами планет занята огромным количеством сравнительно небольших тел, и что время от времени одно из этих тел «покидает своё окружение и появляется как случайный гость внутренних областей Солнечной системы, становясь кометой. Джерард Петер Койпер (1951) представил, что протяженный диск, который описывал Эджворт, образовался на ранних этапах формирования Солнечной системы; однако он не считал, что такой пояс сохранился и до наших дней. Койпер исходил из распространённого для того времени предположения о том, что размеры Плутона близки к размерам Земли и потому Плутон рассеял эти тела к облаку Оорта или вообще из Солнечной системы. [659]. Только в 1992 году пояс Эджворта-Койпера был подтвержден за орбитой Плутона196, как кольцеобразная область, населенная маленькими холодными телами. [660] Пояс Койпера и рассеянный диск, две другие известные области транснептуновых объектов, по диаметру примерно в тысячу раз меньше облака Оорта. Внешняя граница облака Оорта определяет гравитационную границу Солнечной системы – сферу Хиллса, определяемую для Солнечной системы в 2 световых года.

§311. Кристиан Мёллер (1945, 1946) вывел формулу, выражающую полное эффективное сечение столкновения двух частиц с образованием нескольких новых частиц. [661] Формула представляет процесс упругого рассеяния электрона на электроне, описываемый низшим порядком теории возмущений в квантовой электродинамике. Указанный процесс изображается двумя диаграммами Фейнмана. В этом приближении не учитываются радиационные поправки, а также излучение мягких фотонов, которым всегда сопровождается процесс рассеяния заряженных частиц. Релятивистски-инвариантное выражение для дифференциального сечения получается согласно правилам вычисления элементов S -матрицы в квантовой электродинамике.

§312. Синьитиро Томонага (1946) показал, что квантовой теории волновых полей возможно придать вид, в котором явным образом обнаруживается инвариантность теории по отношению к преобразованиям Лоренца. [662] Он разграничил, что перестановочные соотношения определяют кинематические соотношения между различными величинами в один и тот же момент времени, а причинные соотношения между величинами в различные моменты времени устанавливаются уравнением Шредингера. Первая часть определяет законы поведения свободных полей, а вторая – отклонения от этих законов, вызванные взаимодействием. Подобное разделение теории, как указал Томонага, может быть произведено релятивистским образом. Автор обратил внимание, что хотя теория и принимает при этом более удовлетворительный вид, не выводя нового, но в ней сохраняются известные трудности, вызванные расходимостями.

§313. Оорт совместно с Xендриком ван де Хулстом (1946) разработал теорию образования межзвёздных пылевых частиц путём аккреции межзвёздного газа и обнаружил, что излучение Крабовидной туманности поляризовано и имеет синхротронную197 природу. [663]

§314. Барт Бок со своим соавтором Эдитом Рейли (1947) представили глобулу198, как изолированную и относительно небольшую темную туманность, содержащую плотную космическую пыль и газ, из которых может происходить звездообразование. [664] Они предположили, что эти облака пыли и газа были «похожи на коконы насекомых», которые подвергались гравитационному коллапсу, чтобы сформировать новые звезды, за счет чего родились звезды и звездные скопления. Эта гипотеза была трудна для проверки из-за наблюдательных трудностей установления того, что происходило внутри плотного темного облака, которое затемняло весь видимый свет, испускаемый из него. Жао Лин Юн и Дан Клеменс (1990) опубликовали анализ наблюдений в ближнем инфракрасном диапазоне, который подтвердил, что звезды рождаются внутри глобул Бока. [665]

§315. В 1947 году Виктор Амазаспович Амбарцумян открыл звездные ассоциации – новый тип звездной системы, который привел его к выводу, что образование всех звездных скоплений произошло неодновременно и продолжается и поныне. [666] «Во всяком случае в Галактике [Млечный Путь] и Магеллановых Облаках мы имеем весьма молодые звездные скопления и ассоциации, которые не могли существовать в их теперешнем виде больше, чем несколько десятков миллионов лет. Процесс образования открытых скоплений и ассоциаций в Галактике сейчас продолжается». Амбарцумян в процессе исследования звёздных систем пришёл к заключению, что «обычному звёздному и диффузному состоянию вещества предшествует его сверхплотное состояние в виде тел, состоящих из протовещества – нейтронов, протонов, электронов, гиперонов». Исходя из вводных, что массы планетарных туманностей измеряются по крайней мере сотыми (если не десятыми) долями солнечной массы и поэтому в тысячи раз превосходят массы оболочек, выбрасываемых Новыми, а также, что яркость Новой в максимуме тем выше, чем больше выбрасываемая масса; он вывел, что если только планетарные туманности образовались в результате взрывов, аналогичных вспышке Новой, то масштаб таких взрывов должен был быть гораздо больше и яркость вспыхнувшей звезды в максимуме в тысячи раз выше, чем у Новой. Как следствие, Амбарцумян предположил, что такими взрывами, приводящими к образованию планетарных туманностей, являются вспышки Сверхновых. Виктор Амбарцумян ввел ныне общепринятое представление о том, что межзвездная материя возникает в виде облаков.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Примечания

Генезис (от лат. genesis, далее от др.-греч. [génesis] «рождение», восходит к праиндоевр. *genə-) —происхождение, род; зарождение, рождение, начало чего-либо; бытие, существование. Также первая книга Библии – Бытие.

Астрономия – происходит от др.-греч. [astronómos] «наблюдающий и группирующий звёзды, астроном», из [astro] «звезда», далее из праиндоевр. *ster- «звезда» + [nómos] «обычай, закон», далее из [némō] «распределять, раздавать, разделять; выбирать; пасти», далее из праиндоевр. *nem-, *neme- «делить, выделять».

Геология – происходит от ср. лат. geologia, из [gē̂] (др. формы gē̂a, gē̂ia) «земля» + [logía] «1) слова мн. 2) толки мн., слухи мн. 3) сбор пожертвований, подаяний», от др.-греч. [légō] «говорю, сообщаю, рассказываю»; родств. [lógos] «слово, речь, разум; мнение»; восходит к праиндоевр. *leg- «собирать». Русск. геология заимств. через польск. geologia или прямо из лат.

Суффикс «икон» в русском языке отсутствует, а в сложносоставных словах «астрономикон» и «геономикон» является третьим корнем. Значение данного корня «икон» восходит к многозначному термину «icon» – от греч. εἰκών (eikṓn, aıkɒn), от лат. Icon – образ, воплощение, подобие. В современном значении также нередко подразумевает икону в религиозной живописи; эстамп, гравюру, иллюстрацию в научной литературе; идола и кумира, как предмета поклонения; в современном значении также знак или пиктограмма. Например, icon of the road – дорожный знак, или иконка – схематический знак, изображение, либо в машинной графике символ – небольшой рисунок, элемент графического отображения интерфейса, в том числе представляющий действие.

Астрономикон (или Астрономика) – работа по астрологии 10—15 гг. н. э. римского автора Марка Манилия, написанная в стихотворной форме. Является наиболее ранней из дошедших до наших дней работой по астрологии Эллинистического периода. Книга, вероятно, не была закончена, поскольку в главе II и далее Манилий обещает рассказать о влиянии планет, но в тексте этих сведений нет. Кроме того, книга явно задумывалась как учебник по астрологии, но не предоставляет достаточно сведений для составления и толкования гороскопов.

Космогония (греч. kosmogonía, от kósmos – мир, Вселенная и gone, goneia – рождение) – область науки, в которой изучается происхождение и развитие космических тел и их систем: звёзд и звёздных скоплений, галактик, туманностей, Солнечной системы и всех входящих в неё тел – Солнца, планет (включая Землю), их спутников, астероидов (или малых планет), комет, метеоритов.

Гипотеза – предположение или догадка, утверждение, которое, в отличие от аксиом, постулатов, требует доказательство. Происходит от др.-греч. [hypóthesis] «основа; предположение; гипотеза», из [hypó] «под, ниже» + [thésis] «размещение, предложение», от гл. [títhēmi] «класть, ставить» (восходит к праиндоевр. *dhē- «класть, ставить»). В ряде европейских языков слово заимств. через лат. hypothesis. Русск. «гипотеза» – с эпохи Петра I; заимств. через польск. hipoteza или нем. Hypothese из лат.

Ойкуме́на, экумена, эйкумена, культурная ойкумена – освоенная человечеством часть мира. Происходит от др.-греч. [oikouménē] «заселённая» (земля), от [oikéō] «населяю, обитаю». Термин введён древнегреческим географом Гекатеем Милетским для обозначения известной грекам части Земли с центром в Элладе.

Астеризм (др.-греч. [astro] «звезда») – легко различимая группа звёзд, имеющая исторически устоявшееся самостоятельное название. Астеризмом не считаются группы звёзд, включающие все значимые звёзды какого-либо созвездия, например Дельфин, Северная Корона, Волосы Вероники или Южный Крест. Однако в первоначальном (и доныне обыденном) понимании созвездия как группы звёзд эти понятия близки и иногда синонимичны. В частности, у ранних античных авторов семизвездие «Ковша» было синонимом созвездия Большая Медведица, а Кассиопея эквивалентна астеризму «W».

Демиург – создатель, творец. Происходит от др.-греч. [dēmiourgós] «мастер, специалист; ремесленник; создатель, творец», из [dēmós] «народ, толпа», изначально «район» (восходит к праиндоевр. *da-mo- «деление») + [érgon] «дело, работа».

Прецессия – явление, при котором ось вращения тела меняет своё направление в пространстве; смещение по кругу оси вращающегося объекта. Происходит от лат. praecissio «предшествование», далее из praecedere «идти впереди, предшествовать», далее из prae- «перед» (восходит к праиндоевр. *prai-) + cedere «идти, ступать» (восходит к праиндоевр. *ked- «идти, перемещаться»).

«Альмагест» – происходит из транскрипции арабского перевода [al-kitabu-l-mijisti] более поздних собраний сочинений автора, «Величайшее собрание (или построение)» (др.-греч. [Ἡ megísē sýntaxis]).

Армиллярная сфера – это астрономическое устройство, состоящее из нескольких колец, соединенных с полюсом. Эти кольца представляют собой круги небесной сферы, такие как экватор, эклиптика и меридианы.

Астроля́бия (греч. [hastrolábon], астролабон, «берущий звезды») – один из старейших астрономических инструментов, служивший для измерения горизонтальных углов и определения широт и долгот небесных тел. Основан на принципе стереографической проекции. Астролябия впервые появилась в Древней Греции. Принцип стереографической проекции, переводящей окружности на сфере в окружности на плоскости открыл Аполлоний Пергский.

Дефере́нт (лат. deferens – несущий) – понятие, используемое в геоцентрической модели Птолемея. Согласно этой модели, всякая планета равномерно движется по кругу (эпициклу), центр которого, в свою очередь, движется по другому кругу, который и называется деферентом. Основанием для такой искусственной конструкции послужила необходимость моделировать неравномерное движение планет, в частности, попятное движение, а также объяснить изменение их видимой яркости, связанное с изменением расстояния от Земли.

Предварение равноденствий (лат. praecessio aequinoctiorum) – историческое название для постепенного смещения точек весеннего и осеннего равноденствий (то есть точек пересечения небесного экватора с эклиптикой) навстречу видимому годичному движению Солнца. Другими словами, каждый звёздный год весеннее равноденствие наступает немного раньше, чем в предыдущем году, – примерно на 20 минут 24 секунды. В угловых единицах смещение составляет сейчас примерно 50,3» в год, или 1 градус каждые 71,6 года. Это смещение является периодическим, и примерно каждые 25 776 лет точки равноденствия возвращаются на прежние места. Предварение равноденствий не означает, что времена года перемещаются по календарю; применяемый в наши дни григорианский календарь отражает длину не звёздного, а тропического года, который соответствует интервалу от равноденствия до равноденствия. Поэтому эффект предварения равноденствий фактически включён в действующий календарь.

Трепет (от лат. Trepidus, «трепетный») в уже устаревших средневековых теориях астрономии относится к гипотетическим колебаниям в прецессии равноденствий. Теория была популярна с IX по XVI века.

Армиллярная сфера (от лат. armilla – браслет, кольцо) – астрономический инструмент, использовавшийся для определения экваториальных или эклиптических координат небесных светил. Её изобретение приписывают древнегреческому геометру Эратосфену (III—II в.в. до н.э.). Впоследствии армиллярная сфера использовалась также как наглядное учебное пособие – в качестве модели небесной сферы. Армиллярная сфера состоит из подвижной части, изображающей небесную сферу с её основными кругами, а также вращающейся вокруг вертикальной оси подставки с кругом горизонта и небесным меридианом. Подвижная сфера образуется тремя основными большими кругами – небесным экватором, а также проходящими через небесные полюсы «колюром равноденствий» и «колюром солнцестояний» (греч. [kólouros] – букв. «бесхвостый». ). Ещё один большой круг, выполненный обычно в форме широкого кольца, изображает эклиптику с нанесёнными на неё знаками зодиака. Кроме того, на сфере имеются малые круги, изображающие северный и южный тропики.

За период с VIII по XV век астрономами стран ислама было составлено более 200 известных зиджей. Ещё около 100 зиджей были составлены в Индии с XVI по XVIII век.

Варахамихира в «Панча-сиддхантике», защищая традиционные воззрения, возражает против теории своего современника Ариабхаты о том, что вращение небес – только кажущееся, и является следствием вращения Земли вокруг своей оси: «Земной шар, составленный из пяти элементов, висит в пространстве в середине звёздной сферы, как кусок железа между двумя магнитами. Со всех сторон он покрыт деревьями, горами, городами, рощами, реками, морями и другими вещами. В центре его находится Сумеру, обитель богов. Снизу обитают асуры… Один из полюсов виден в пространстве над Меру; другой – в пространстве снизу. Закреплённая в полюсах, звёздная сфера движется ветром правахи. Некоторые говорят, что Земля вращается, как если бы она находилась в токарном станке, а не в сфере; но в таком случае соколы и другие не могли бы вернуться из эфира к своим гнёздам. А ещё, если бы Земля вращалась за один день, флаги и схожие с ними предметы, вынуждаемые к этому быстротой вращения, постоянно были бы направлены на запад. А если Земля вращается медленно, как она успевает совершить оборот?»

Его работа «Китаб фи Алат аль-Саат аллати Тусамма Рухамат» —трактат о солнечных часах, в котором Табит использовал предложения тригонометрии, эквивалентные сферическим теоремам косинусов и синусов для сферических треугольников общих форм, для решения конкретных задач в сферической астрономии. В другом трактате о солнечных часах – «Макала фи Сифат аль-Ашкал аллати Тахдуту би-Мамарр Тараф Зилл аль-Микияс» – Табит рассматривает конические сечения.

«Ильханский зидж» – Зидж-и Илхапи, на персидском языке, названный в честь правителей династии Хулагу-хана, называвших себя илъханами – «подчиняющимися великому хану» – непосредственному преемнику Чингиз-хана, правящему в Монголии и Китае.

Экли́птика – большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое с Земли годичное движение Солнца относительно звёзд.

Деклинационный (лат. de-clino) – отклоняющийся от отвесного направления. Коперника впервые вводит такое понятие как деклинационное движение, т.е. конусное вращение земной оси вокруг условной оси расположенной строго перпендикулярно плоскости земной эклиптики.

Теория импетуса (от лат. impetus – толчок, импульс) – натурфилософская теория, согласно которой причиной движения брошенных тел является некоторая сила (импетус), вложенная в них внешним источником. Теория импетуса появилась в результате критики некоторых положений физики Аристотеля, но в целом соответствует ей.

Инерциальный – физ. связанный, соотносящийся по значению с существительным инерция; обусловленный свойством объектов двигаться прямолинейно и равномерно при отсутствии внешних воздействий. От лат. inertialis «инерциальный, инерционный», далее из inertia «бездействие, лень», из прил. iners (inertis) «неискусный, бездеятельный», далее из in- «не-, без-» + ars (ген. artis) «ремесло, занятие; искусство, наука» (восходит к праиндоевр. *ar-ti-).

<1...12 13 14 15 16...20 >

На страницу:

Перейти

14 из 20