LIBROS EN LENGUAS EUROPEAS


 
Encuadernación Чернин А.Д. Звезды и физика. Пульсары, короны галактик, квазары, реликтовое излучение
Id: 228912
 
11.9 EUR

ЗВЕЗДЫ И ФИЗИКА. Пульсары, короны галактик, квазары, реликтовое излучение. № 58. Изд.стереотип.
Звезды и физика. Пульсары, короны галактик, квазары, реликтовое излучение

URSS. 176 pp. (Russian). Rústica. ISBN 978-5-397-05998-5.

Пульсары, вспыхивающие рентгеновские звезды, удивительная звезда SS 433, короны галактик, квазары, реликтовое излучение --- главные темы книги. Рассказывается о физических процессах, определяющих наблюдаемые астрономические явления, о новейших гипотезах и моделях, о загадках астрофизики, которые еще предстоит разгадать.

Для школьников старших классов, студентов, преподавателей.


Oglavlenie
Predislovie
1Zvezdnaya Vselennaya
 § 1.Solntse i Galaktika
 § 2.Tumannosti
 § 3.Metagalaktika
 § 4.Istoriya Vselennoj
 § 5.Rozhdenie galaktik
 § 6.Evolyutsiya zvezd
 § 7.Skol'ko zvezd vo Vselennoj
2Barsteri
 § 1.Rentgenovskaya astronomiya
 § 2.Vspishki
 § 3.Rasstoyanie
 § 4.Svetimost' i energiya
 § 5.Spektr
 § 6.Zvezda-kompan'on
 § 7.Akkretsiya
 § 8.Termoyadernie vzrivi
 § 9.Barsteri v skopleniyakh
3Pul'sari
 § 1.Otkritie
 § 2.Interpretatsiya: nejtronnie zvezdi
 § 3.Rentgenovskie pul'sari
 § 4.Radiopul'sari
 § 5.Istochnik energii
 § 6.Magnitno-dipol'noe izluchenie
 § 7.Magnitosfera
 § 8.Krabovidnaya tumannost'
 § 9.Pul'sari i kosmicheskie luchi
4Udivitel'naya dvojnaya zvezda
 § 1.Emissionnij spektr
 § 2.Effekt Doplera
 § 3.Dvizhuschiesya linii
 § 4.Pretsessiya struj
 § 5.Dvojnaya sistema
5Koroni galaktik
 § 1.Disk Galaktiki
 § 2.Dinamika galo
 § 3.Massi galaktik
 § 4.Skritie massi
6Kvazari
 § 1.Krasnoe smeschenie
 § 2.Peremennost' i razmer
 § 3.Galaktiki i kvazari
 § 4.Izluchayuschie oblasti
 § 5.Sverkhplotnaya zvezdnaya sistema
 § 6.Sverkhmassivnaya zvezda
 § 7.Sverkhmassivnaya chernaya dira
7Reliktovoe izluchenie
 § 1.Chernotel'nij spektr
 § 2.Goryachee nachalo
 § 3.Novij efir
 § 4.Effekt Syunyaeva--Zel'dovicha
 § 5.Bol'shie chisla
Zaklyuchenie

Predislovie
Pamyati L'va Emmanuilovicha Gurevicha (1904--1990)

V istorii astronomii, drevnejshej iz nauk, ne bilo vremeni, stol' bogatogo samimi vidayuschimisya otkritiyami, kak nashi dni. Osobenno schastlivimi okazalis' poslednie desyatiletiya, schitaya s otkritiya kvazarov v 1963 g. V 1965 g., dvumya godami pozzhe, bilo obnaruzheno reliktovoe izluchenie, a spustya esche dva goda, v 1967 g., stali izvestni pul'sari. Zatem, v 70Ne gg. i nachale 80Nkh gg. XX veka, posledovalo otkritie nejtronnikh zvezd v tesnikh dvojnikh sistemakh, nevidimikh koron galaktik, vidimikh sverkhsvetovikh dvizhenij v kvazarakh. Nakonets, v poslednee desyatiletie XX veka bili najdeni planeti vne solnechnoj sistemi, polucheni neoproverzhimie dokazatel'stva suschestvovaniya chernikh dir, otkrit kosmicheskij vakuum.

Eta kniga rasskazivaet o novejshikh astronomicheskikh otkritiyakh, o fizicheskikh ideyakh i astrofizicheskikh gipotezakh, ob udivitel'nikh zagadkakh fiziki Vselennoj, kotorie esche predstoit razgadat'. Chitatel' najdet v nej ne tol'ko dannie nablyudenij i obschee opisanie astronomicheskikh yavlenij, no i elementi astrofizicheskoj teorii.

Eta teoriya opiraetsya na universal'nie fizicheskie zakoni, ustanovlennie v laboratornikh eksperimentakh, no ravno spravedlivie v raznoobraznikh, inogda sovershenno neobichnikh i neozhidannikh usloviyakh mira zvezd i galaktik. Osnovnie printsipi mekhaniki, termodinamiki i elektromagnetizma pozvolyayut iskat' i uspeshno nakhodit' fizicheskoe ob'yasnenie mnogim nablyudaemim faktam astronomii.

Dlya chteniya i ponimaniya knigi ne trebuetsya podgotovki, vikhodyaschej za ramki shkol'nikh programm po fizike i matematike. Vse ispol'zuemie formuli sami po sebe ves'ma prosti. No vsyakij raz za nimi stoit fizika, predpolagayuschaya vdumchivoe otnoshenie (i zasluzhivayuschaya ego).

V knige net slozhnikh ili gromozdkikh vikladok. V nej chasto ispol'zuyutsya priblizhennie vichisleniya. Odin iz rasprostranennikh metodov -- priblizhennaya otsenka po poryadku velichini. Poryadok velichini -- eto znachenie velichini s tochnost'yu do stepeni chisla desyat' v ee chislovom virazhenii. Naprimer, chislo 0,8923x105 daet velichinu poryadka 105. S tochnost'yu do poryadka velichini etomu chislu ravno, naprimer, chislo 2,317x105. Proizvodya poryadkovie otsenki, ne zabotyatsya o chislovikh koeffitsientakh poryadka edinitsi (takikh kak 0,8923 ili 2,317). Takie otsenki umestni v tekh sluchayakh, kogda neizvestni tochnie znacheniya iskhodnikh velichin ili kogda dlya resheniya zadachi ne nuzhno znat' tochnoe znachenie vichislyaemoj velichini. Nelepo proizvodit' vichisleniya s tochnost'yu, skazhem, do shestoj znachaschej tsifri, esli iskhodnie dannie dostupni lish' s tochnost'yu do poryadka velichini, s chem i prikhoditsya chasto stalkivat'sya v astrofizike. Tochno tak zhe, ne stoit vichislyat' shest' znachaschikh tsifr v velichine poryadka 10-7, esli v zadache trebuetsya uznat', ne prevoskhodit li eto znachenie edinitsu.

Drugoj rasprostranennij i ochen' poleznij metod priblizhennikh kolichestvennikh otsenok ispol'zuet ponyatie kharakternoj velichini. Pust', naprimer, nuzhno priblizhenno otsenit' ob'em tela nepravil'noj formi, no ne slishkom ploskogo (kak plastina) i ne slishkom vityanutogo (kak nit'). Razmeri tela v raznikh napravleniyakh razlichni, no vse zhe ne sil'no otlichayutsya drug ot druga i blizki po velichine, skazhem, k odnomu metru. Togda mozhno predpolozhit', chto ob'em tela dolzhen bit' bolee ili menee blizok k ob'emu shara s diametrom 1 m i priblizhenno sostavit (4/3)pi(D/2)3 approx 4(D/2)3=0,5D3=0,5 m3. Zdes' velichina D = 1 m -- eto kharakternij razmer tela, kharakternaya velichina ego poperechnika. Vmesto ryada ne ochen' razlichayuschikhsya mezhdu soboj velichin, kotorie poluchalis' bi pri razlichnikh obmerakh tela, vvoditsya odna velichina, kharakterizuyuschaya razmer tela v tselom, a s nim i ego ob'em. Chitatel' vstretitsya v knige s kharakternimi razmerami, massami, promezhutkami vremeni i t.d.

Gl.1 knigi imeet vvodnij kharakter, v nej daetsya ocherk sovremennoj astrofizicheskoj kartini mira. Osnovnoj material soderzhitsya v gl.2--7. Pri etom izlozhenie ne sleduet istoricheskomu poryadku sobitij v astronomii; material raspolagaetsya, skoree, v poryadke uslozhneniya -- ot uzhe ponyatogo i potomu prostogo k tomu, chto issledovano v men'shej stepeni ili ostaetsya do sikh por polnost'yu zagadochnim. Gl.2--4 posvyascheni raznoobraznim astrofizicheskim proyavleniyam nejtronnikh zvezd. V gl.5 rasskazivaetsya o zvezdnoj dinamike, o "skritikh massakh", obrazuyuschikh nevidimie koroni vokrug galaktik. V gl.6 rech' idet ob aktivnikh protsessakh v yadrakh galaktik i kvazarov. Predmet gl.7 -- reliktovoe izluchenie i Vselennaya kak tseloe.

Pervoe izdanie etoj knigi vishlo v 1984 g.; pri podgotovke nastoyaschego izdaniya v tekst vneseni lish' nebol'shie popravki i kratkie dobavleniya, kasayuschiesya samikh poslednikh otkritij v astronomii. Podrobnee ob etikh otkritiyakh rasskazivaetsya, naprimer, v knige A.M.Cherepaschuka i A.D.Chernina "Vselennaya, zhizn', chernie diri" (2003).

Ya gluboko blagodaren E.V.Ergma, A.S.Zentsovoj, Yu.N.Efremovu, A.S.Zil'berglejtu, V.M.Lipunovu, L.P.Osipkovu, E.A.Troppu, A.I.Tsiganu, prochitavshim rukopis' knigi ili otdel'nie ee chasti i sdelavshim vazhnie zamechaniya.

A.D.Chernin

Zaklyuchenie

Nashi dni s polnim osnovaniem nazivayut zolotim vekom astrofiziki -- zamechatel'nie i chasche vsego neozhidannie otkritiya v mire zvezd sleduyut sejchas odno za drugim. Ob astronomicheskikh otkritiyakh poslednikh let, o svyazannikh s nimi novikh fizicheskikh ideyakh i shla rech' v etoj knige. Teper' zhe, v zaklyuchenie, rasskazhem, khotya bi ochen' kratko, ob odnoj idee, kotoraya ne bila rozhdena kak neposredstvennaya reaktsiya na novejshie uspekhi astronomii, a voznikla v rezul'tate mnogoletnikh razmishlenij nad voprosom, postavlennim A.A.Fridmanom i E.Khabblom esche v 20Ne gg.: pochemu Vselennaya rasshiryaetsya?

Eto vopros o fizicheskom mekhanizme Bol'shogo Vzriva.

V odnom iz vistuplenij A.Ejnshtejn skazal (v 1929 g.): "Esli govorit' chestno, mi khotim ne tol'ko uznat', kak ustroena priroda... no i po vozmozhnosti dostich' tseli utopicheskoj i derzkoj na vid -- ponyat', pochemu priroda yavlyaetsya imenno takoj... V etom sostoit prometeevskaya stikhiya nauchnogo tvorchestva".

Vopros Fridmana i Khabbla -- eto, mozhno skazat', odno iz vazhnejshikh "pochemu" fiziki i astronomii.

V 60--70-e gg. XX veka I.G.Dimnikova, E.B.Gliner i L.E.Gurevich v Fiziko-tekhnicheskom institute im. A.F.Ioffe vidvinuli gipotezu, soglasno kotoroj nachal'noe sostoyanie Vselennoj predstavlyalo soboj vakuum. Fizicheskij vakuum -- eto ne pustota (kak shutili fiziki esche v 30Ne gg., vakuum polon glubokogo fizicheskogo soderzhaniya). Eto osoboe sostoyanie sredi, kharakterizuemoe minimal'noj vozmozhnoj energiej. Takoj srede pripisivayutsya opredelennie, otlichnie ot nulya znacheniya plotnosti energii epsilon i davleniya p.

Odno iz obyazatel'nikh svojstv vakuuma -- nerazlichimost' otnositel'no nego dvizheniya i pokoya. Inimi slovami govorya, lyubie tela, kak bi oni ni dvigalis' drug otnositel'no druga, vse pokoyatsya otnositel'no vakuuma. Teoriya pokazivaet, chto eto svojstvo obespechivaetsya osoboj svyaz'yu mezhdu velichinami epsilon i p. Imenno: p = - epsilon. Esli plotnost' energii polozhitel'na, to davlenie, ravnoe ej po absolyutnoj velichine, otritsatel'no, -- chto, konechno, dovol'no neobichno, no na to eto i vakuum, a ne "obichnaya" sreda.

Odnako samoe neobichnoe v fizicheskom vakuume to, chto on obladaet antigravitatsiej. Eto oznachaet, chto vakuum sozdaet ottalkivanie mezhdu dvumya pomeschennimi v nego chastitsami veschestva. Sami chastitsi prityagivayutsya drug k drugu blagodarya vzaimnomu tyagoteniyu ikh sobstvennikh mass. No lezhaschij mezhdu nimi vakuum sposoben preodolet' ikh tyagotenie i zastavit' chastitsi dvigat'sya drug ot druga.

Antigravitatsiya neyavno figurirovala esche v pervoj kosmologicheskoj modeli Ejnshtejna (1917 g.); ona bila vvedena togda so spetsial'noj tsel'yu: kompensirovat' tyagotenie "obichnogo" veschestva, chto sozdavalo bi neizmennoe vo vremeni, statsionarnoe sostoyanie Vselennoj v takoj modeli. Posle rabot Fridmana i Khabbla Ejnshtejn stal na ikh tochku zreniya, on otkazalsya ot idei statsionarnoj Vselennoj, a zaodno i ot antigravitiruyuschej sredi.

I vot antigravitiruyuschij vakuum privlekaetsya dlya ob'yasneniya prichini kosmologicheskogo rasshireniya. On i v samom dele zastavlyaet vse chastitsi razbegat'sya, i pritom s uskoreniem.

Pravda, poka esche ne vpolne yasno, otkuda beretsya veschestvo v nachal'nom vakuumnom sostoyanii mira i kuda devaetsya potom vakuum. Vozmozhno, veschestvo samoproizvol'no, spontanno rozhdaetsya iz vakuuma -- eto dopuskaetsya obschimi zakonami fiziki. No esli uzh ono rodilos', emu nichego ne ostaetsya kak rasshiryat'sya.

Etu ideyu v poslednie dva desyatka let energichno razvivayut A.Gut v SShA, A.D.Linde i A.A.Starobinskij v nashej strane i mnogie drugie fiziki. Imi sdelano uzhe nemalo. No chtobi stat' vroven' s teoriej nestatsionarnogo mira Fridmana ili gipotezoj "goryachej" Vselennoj Gamova, ideya nachal'nogo antigravitiruyuschego vakuuma dolzhna, veroyatno, ne tol'ko ob'yasnit' to, chto uzhe izvestno, no esche i predskazat' nechto sovsem novoe o Vselennoj, chto mozhno bilo bi proverit' neposredstvennimi nablyudeniyami. I chto dejstvitel'no bilo bi provereno i podtverzhdeno buduschimi astronomicheskimi otkritiyami.

Mezhdu tem potok zamechatel'nikh nablyudatel'nikh otkritij v kosmologii prodolzhaetsya. I samoe znachitel'noe iz nikh -- nedavnee (1998--99 gg.) obnaruzhenie kosmicheskogo vakuuma. Ego izmerennaya plotnost' raza v dva--tri prevoskhodit srednyuyu plotnost' skritikh mass, tak chto po plotnosti vakuum dominiruet v sovremennoj Vselennoj. Dinamicheskij effekt antigravitiruyuschego vakuuma sozdaet uskorenie kosmologicheskogo rasshireniya v sovremennuyu epokhu evolyutsii mira.

No nablyudaemaya plotnost' vakuuma na sto (!) poryadkov velichini men'she toj, kotoraya predpolagaetsya v gipoteze pervonachal'nogo vakuuma, sposobnogo sozdat' kosmologicheskoe rasshirenie. Mozhet bit', nablyudaemij vakuum -- malij ostatok togo "pervichnogo" vakuuma? Eto tol'ko odin iz mnozhestva novikh i ochen' interesnikh voprosov, kotorie voznikayut v svyazi s etim zamechatel'nim otkritiem. Issledovaniya etikh voprosov esche tol'ko nachinaetsya, i ne isklyucheno, chto v konechnom itoge otkritie kosmicheskogo vakuuma okazhetsya stol' zhe znachitel'nim sobitiem v nauke o Vselennoj, chto i otkritie samogo kosmologicheskogo rasshireniya ili obnaruzhenie reliktovogo izlucheniya.


Ob avtore

Chernin Artur Davidovich

Doktor fiziko-matematicheskikh nauk, professor Gosudarstvennogo astronomicheskogo instituta im.P.K.Shternberga, MGU. Oblast' issledovanij -- kosmologiya i teoreticheskaya astrofizika. Avtor bolee 150 nauchnikh statej, avtor ili soavtor shesti nauchnikh i nauchno-populyarnikh knig, vishedshikh na russkom, anglijskom, ispanskom i yaponskom yazikakh. Laureat Lomonosovskoj premii MGU.