Капитал страны
Капитал Страны
ENGLISH
15 ДЕК, 01:12 МСК
USD (ЦБ)    66,4337
EUR (ЦБ)    75,3890

15 ДЕК, 01:12 МСК
USD (ЦБ)    66,4337
EUR (ЦБ)    75,3890

Космические монстры. Как устроена наша Вселенная

29 Мая 2018 14461 1 Наука и технологии
Космические монстры. Как устроена наша Вселенная

Наша Вселенная таит много тайн и загадок. Человечество пытается в них разобраться. Еще очень многое непонятно. Но по сравнению с тем, что было несколько тысяч лет назад, например, во времена Аристотеля, прогресс достигнут потрясающий. И это несмотря на темное Средневековье с его поиском ведьм, кострами инквизиции, несмотря на опустошительные войны. Так что если человечеству хватит ума не уничтожить все живое в атомной войне, то будущие поколения рано или поздно все эти загадки, или большинство из них, разгадают. К каким последствиям в повседневной жизни это приведет, сказать сложно. Но весь предыдущий опыт развития научного познания показывает, что самые, на первый взгляд, абстрактные теории рано или поздно становятся благом для человечества.

Почему Вселенная существует

Сегодня мы поговорим о загадках космоса. Главная из них состоит в том, каким образом до сих пор существует наша Вселенная. Ведь согласно Закону всемирного тяготения или его уточнению – Общей теории относительности, все материальные объекты притягиваются друг к другу. Так что за свои примерно 13,5 млрд лет существования Вселенная должна была бы «слипнуться» в один большой комок. А ведь нет. Существует преспокойно. Почему? Ведь законы тяготения подтверждены множеством экспериментов и наблюдательных фактов.

Черные дыры и их загадки

Дело в том, что это «слипание» происходит. Но не в глобальных, а локальных, по меркам Вселенной, масштабах. Почему? Расскажем позднее. А сейчас поговорим о том, что происходит в результате этого локального «слипания». А происходит вот что. Рождаются, например, «черные дыры» – самые загадочные объекты Вселенной.

В настоящий момент физики считают, что существует целая иерархия «черных дыр» – от сверхмалых до гигантских. Последние, огромные монстры, расположены в центрах галактик, в том числе, нашего «Млечного пути», в котором и находится Солнце со всем «выводком» своих планет, комет, астероидов и прочей мелочи.

Так как образуются «черные дыры»? Что это такое?

«Вдали было поле в снегу и погост. Ограды, надгробья, оглобли в сугробе и небо над папертью полное звезд.

А рядом, неведомая перед тем, застенчивей плошки, в окошки сторожки, мерцала звезда на пути в Вифлеем».

Так Борис Пастернак в своем знаменитом стихотворении описывает библейскую легенду о появлении новой звезды, знаменующей рождения сына божьего.

На самом деле, никакой «новой» эта звезда не была. В том смысле, что она в тот момент вовсе не родилась. Она, наоборот, «скончалась».

Дело в том, что каждой звезде отмерен «свой жизненный срок». Звезда живет благодаря равновесию двух разнонаправленных сил. Одна из них – сила всемирного тяготения, которая стремиться сжать всю огромную массу вещества, прежде всего водорода, из которого звезда преимущественно и состоит. Другая сила – это энергия ядерных реакций, которые в звезде  происходят и которые расталкивают содержащееся в ней вещество.

Так вот, когда запасы водорода заканчиваются, а это происходит через миллиарды лет после  возникновения звезды, силы гравитации начинают преобладать, и звезда схлопывается. Все находящееся в ней вещество устремляется к центру, и там происходит мощнейший взрыв. Который приводит к резкому повышению выделения энергии, а, следовательно, и усилению светимости звезды. Такая вот предсмертная агония. Ее то и наблюдали библейские пастухи. Если это не сказка.

Как умирают звезды

А что дальше? А это зависит от начальной массы звезды. Тут у нее есть несколько путей эволюции.

Если первоначальная масса звезды не слишком велика (не более 1,4 массы Солнца), то выбросив в результате взрыва основную массу своего вещества, она, под действием сил тяготения, начинает сжиматься и превращается в так называемый «белый карлик». Карлик – потому что он маленький. А Белый, потому что его сила тяготения позволяет лучам света из него выходить. Если первоначальная масс звезды составляет от 2 до 3 масс Солнца, то на месте ее гибели образуется так называемая  «нейтронная звезда», плотность материи в которой очень велика, но она не светит.

Если начальная масса звезды превосходит указанный выше предел, то в результате того самого гравитационного воздействия из останков покойницы образуется так называемая «черная дыра» – один из самых загадочных объектов во Вселенной. Дело в том, что непосредственно обнаружить его нельзя. И никакие усовершенствования средств наблюдения за космосом это сделать не позволят. Потому что гравитационное поле «черной дыры» настолько велико, что даже электромагнитные волны, которые в разных диапазонах мы и регистрируем, вырваться оттуда не могут. «Черная дыра» это такой космический монстр, который «сжирает» все, попадающееся на его пути, и ничего не выпускает обратно. Но эти «твари» существуют. В центрах каждых галактик, по крайней мере. И в нашем «Млечном пути» тоже. Современная наука в этом не сомневается.

Тут надо добавить, что сверхмассивные «Черные дыры» в центрах галактик, образуются не в результате гравитационного коллапса какой-то отдельной звезды, а в результате слияния целой массы звезд, плотность которых в центрах галактик намного выше, чем на их периферии.

Что происходит там, внутри «черной дыры»? А вот это науке не известно. Для того чтобы в этом разобраться и построить более менее адекватную математическую модель происходящего, необходимо создать квантовую теорию относительности. А вот этого  и не получается уже много лет.

О других космических монстрах

Ну и бог с ними, с «черными дырами». У нас во Вселенной есть много всяких других загадочных объектов. Квазары, пульсары, например, природа которых, как и природа «черных дыр», до конца не понятна.

Вот, квазар. По современным представлениям квазары – это ядра галактик на начальном этапе их развития. В центре такой молодой галактики находится сверхмассивная «черная дыра», которая, в соответствии с Общей теорией относительности, «сжирает» окружающее ее вещество. Это бедное вещество не падает в «дыру» напрямую (по радиусу), а движется по спирали, необратимо приближаясь к черному монстру. При этом оно разгоняется, его температура немерено растет, и оно начинает излучать электромагнитные волны разных диапазонов. Это излучение исключительно мощное. Оно может превышать в десятки и сотни раз суммарную мощность излучения всех звезд таких галактик, как наша. Поэтому квазары иногда называют «маяками вселенной».

Происходят ли подобные явления сейчас или это «предания старины глубокой»? В ближайшем от нас космосе их нет. А то, что мы наблюдаем, происходило многие миллиарды лет назад. Именно столько шел свет от квазаров до нашей Земли. Именно тогда и происходили все эти Вселенские катаклизмы.

Теперь о пульсарах. Это космические источники излучения, работающие в разных диапазонах световых волн. Их особенность состоит в том, что в отличие от всех остальных объектов, это излучение приходит в виде периодических всплесков (для разных видов пульсаров эта периодичность разная). По современным представлениям, пульсары – это вращающиеся нейтронные звезды (о них мы говорили выше), т.е. остатки обычных звезд, первоначальная масса которых, не позволила им превратиться в «черную дыру». Так вот, эти «бедолаги», если они вращаются вокруг своей оси и имеют магнитное поле, наклоненное к оси вращения, обеспечивают ту самую периодичность посылаемых в сторону Земли сигналов. Потому и называются пульсарами.

Вот такими загадочными существами и населена наша Вселенная. Но и это еще не все.

О черноте в космосе

Еще в 1905 году Эйнштейн  в Специальной Теории Относительности, подтвержденной массой наблюдений и экспериментов, показал, что существует связь между массой какого-нибудь материального объекта и  его энергией, так называемой энергией покоя. Таким образом, материя и энергия являются связанными друг с другом.

И что из того, спросите вы. А то, что находясь во Вселенной, мы более-менее понимаем  5% ее устройства. Это, включая  звезды, пылевые туманности, «черные дыры», пульсары, квазары и прочую космическую нечисть. Плюс все элементарные частицы, из которых устроен наш мир. Так называемая «барионная материя».

А где все остальное? Те самые 95% оставшихся процентов.

На самом деле, эти 95% приходятся на так называемую «черную материю» и черную энергию». Почему они называются «черными»? А потому что никто толком не понимает, что это такое и как оно устроено.

Темная материя

Сначала о темной материи. Как всегда, все новые, в том числе и теоретические открытия, в астрофизике и космологии происходят после того, как появляются новые, более мощные средства наблюдения за далеким космосом. Так и здесь.

Точные наблюдения за движением звезд в далеких галактиках, показали, что что-то здесь не так. Слишком быстро они двигались. А это, согласно законам физики, могло означать только одно. У них там, внутри родной галактики, существует очень мощный центр притяжения, вокруг которого они и вращаются, чтобы на него не упасть.

Сначала все свалили на сверхмассивную «черную дыру». Но выяснилось, что «дыра» здесь не причем. Не такие траектории должны были бы быть у звезд, если бы центр притяжения находился в одной, по космическим масштабам, точке.

А потом, после появления современных суперкомпьютеров, стало возможным решить так называемую в математике «обратную задачу». А именно: по данным наблюдений движения звезд вычислить распределение в пространстве источников гравитационного тяготения.

Вот и вычислили. И проверили полученные результаты по наблюдениям движения звезд и в других галактиках.

И все сошлось! Оказалось, что в Космосе есть какая-то  сущность, которая оказывает гравитационное воздействие, но невидима, т.е. не взаимодействует с электромагнитным полем на любых диапазонах волн.  Вот эту сущность и назвали «темной материей». На ее долю приходится примерно 25–27% того, что у нас во Вселенной есть.

Темная энергия

Ладно, а что все остальное? Это «темная энергия». Тут вот какое дело. То, что наша Вселенная расширяется, было известно с конца двадцатых годов прошлого века. Именно из этого факта и родилась теория «Большого взрыва».

Ладно, взорвалось все и разлетелось. Но всемирное тяготение должно замедлять этот разлет, притягивая различные объекты друг к другу. Или, говоря языком Общей теории относительности, сжимая пространство.

Так вот, совсем недавно выяснилось, что все не так. Вселенная продолжает расширяться, причем делает это с ускорением. А это значит, что помимо гравитации, существует противоположная ей сила, расталкивающая материальные объекты или, точнее, наше пространство время. Эту силу и назвали «темной энергией». Как ее предсказал Эйнштейн и как не поверил в ее существование, мы писали ранее. Что такое «темная энергия» никто не знает. Но в ее существовании никто не сомневается. Против фактов не попрешь.

Вот примерно так устроен наш мир в глобальных масштабах. А микромир, мир атомов и элементарных частиц, устроен совсем по-другому. Не менее, а может быть, и более загадочно. Об этом расскажем в следующей публикации.

Сергей Егорушкин

Написать комментарий

правила комментирования
  1. Не оскорблять участников общения в любой форме. Участники должны соблюдать уважительную форму общения.
  2. Не использовать в комментарии нецензурную брань или эвфемизмы, обсценную лексику и фразеологию, включая завуалированный мат, а также любое их цитирование.
  3. Не публиковать рекламные сообщения и спам; сообщения коммерческого характера; ссылки на сторонние ресурсы в рекламных целях. В ином случае комментарий может быть допущен в редакции без ссылок по тексту либо удален.
  4. Не использовать комментарии как почтовую доску объявлений для сообщений приватного характера, адресованного конкретному участнику.
  5. Не проявлять расовую, национальную и религиозную неприязнь и ненависть, в т.ч. и презрительное проявление неуважения и ненависти к любым национальным языкам, включая русский; запрещается пропагандировать терроризм, экстремизм, фашизм, наркотики и прочие темы, несовместимые с общепринятыми законами, нормами морали и приличия.
  6. Не использовать в комментарии язык, отличный от литературного русского.
  7. Не злоупотреблять использованием СПЛОШНЫХ ЗАГЛАВНЫХ букв (использованием Caps Lock).
Отправить комментарий
01:21, 02.06 0 0
Парацельс:

При таких масштабах трудно ручаться за достоверность информации от наблюдений, кроме того существующие модели физических законов справедливы только в некоторой эпсилон окрестности, и пролонгировать их на всю Вселенную по меньшей мере самонадеянно, и неразумно.

Статьи

Безналичное общество. К чему приведет отказ от наличных денег в мире и России

Безналичное общество. К чему приведет отказ от наличных денег в мире и России
Экономика 2

Китайцы изучат обратную сторону Луны, Европа готовится к стихийным бедствиям и другие новости науки и техники

Китайцы изучат обратную сторону Луны, Европа готовится к стихийным бедствиям и другие новости науки и техники
Наука и технологии

Новый «Армагеддон». Грозит ли Земле столкновение с крупными астероидами

Новый «Армагеддон». Грозит ли Земле столкновение с крупными астероидами
Наука и технологии

«Марсианские хроники». Как человечество покоряет Марс и зачем это ему надо

«Марсианские хроники». Как человечество покоряет Марс и зачем это ему надо
Наука и технологии

Узнай, страна

ТОП-10 достижений недели: земля-воздух-вода – проекты каких классов реализуют в российских регионах?

ТОП-10 достижений недели: земля-воздух-вода – проекты каких классов реализуют в российских регионах?

В Вологодской области запустили производство фибролитовых стеновых панелей

В Вологодской области запустили производство фибролитовых стеновых панелей

В Татарстане дали старт созданию производства крупногабаритных компрессоров для газовой отрасли

В Татарстане дали старт созданию производства крупногабаритных компрессоров для газовой отрасли

В Саратовской области удваивают мощности Вольской швейной фабрики

В Саратовской области удваивают мощности Вольской швейной фабрики

Новости СМИ

Наши
партнеры

«Деловая Россия» — союз предпринимателей нового поколения российского бизнеса
«Терралайф» - рекламное агентство полного цикла
Dawai - Австрия на русском: новости, туризм, недвижимость, объявления, афиша
IQ'BUZZ - профессиональный инструмент мониторинга социальных медиа в СМИ
Капитал страны
ВКонтакте Нашли ошибку на сайте? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter