Реферат: Кунсткамера вселенной

Судите сами. Не будем учитывать общую скорость движения соседей Солнца вокруг центра Галактики. Рассмотрим только их движения по отношению, друг к другу. В сравнении с расстояниями между звездами их взаимные движения крайне медленны. Пусть движение звезд — это ползание медлительных улиток. Длину собственного тела они проползают часов за двадцать. Улитка Солнце находится в Москве. Тогда соседи Солнца окажутся: улитка Сириус в Витебске, улитка Процион у Минска, улитка Толимак вбли­зи Бологого, а улитка Альтаир в Воркуте. Ползут они в разные стороны. Можно ли при этих условиях рассчитывать на встречу?

Отрезки времени, в которых удобно описывать вращение звезд в галактиках, очень велики — это миллионы и миллиарды лет.

Солнце движется вокруг центра Галактики со скорость ю 250 км/с и совершает один обход вокруг него примерно за 200—250 млн. лет. Высказывались предположения, что смена геологических эпох, наступление ледниковых периодов и другие гигантские катаклизмы в истории Земли связаны именно с «космическим климатом», т. е. с положением Солнца относительно ядра Галактики. Подобно тому как из-за наклона земной оси ежегодное обращение Земли вокруг Солнца приводит к регулярной смене времен года, так и враще­ние Солнца вокруг ядра Галак­тик и вызывает будто бы анало­гичные изменения, только в гораздо более крупных масшта­бах. Эти предположения пока не подтверждены и не опроверг­нуты. Они остаются гипотезой.

Солнце — самая близкая к нам звезда. Сила тяготения Солнца заставляет обращаться вокруг него и Землю, и другие планеты.

Солнце — это гигантский пылающий газовый шар. Объем его превосходит объем Земли в 1.300 тыс. раз. Температура внутри Солнца может дости­гать 15.000.000 К.

Астрономы обнаружили на Солнце все те же элементы, которые были хорошо известны уче­ным на Земле. Только однажды на Солнце был найден ранее неиз­вестный элемент. От греческого слова «г елиос»— «солнце» — новый элемент назвали гелием. Впоследствии гелий был обнаружен в небольших дозах в земной атмосфере. Теперь он с успехом служит наполнителем в многочисленных светящихся рекламных трубках.

Именно скопление на Солнце огромного количества гелия пролило в дальнейшем свет на источники, казалось бы, неисчерпае­мой солнечной энергии.

За счет чего, действительно. Солнце способно непрерывно излучать в окружающее пространство чудовищный поток лучистой энергии? Будь Солнце просто раскаленным газовым шаром, оно остыло бы всего за несколько десятков миллионов лет. Но растительная жизнь на Земле — так свидетельствует геология — су­ществует по крайней мере миллиард лет. Жизнь нуждается в солнечной энергии. И стало быть, за последний миллиард лет энергия Солнца не истощилась.

Геологические изыскания не оставляют места для тревог, что Солнце остывает. Больше того, по данным геологов, древнейшие оледенения бывали даже более мощными, чем последующие.

Астрономы долго искали источник солнечной энергии — то «горючее», которое непрерывно обогревает всю Солнечную систему. Обнаружить его удалось только в связи с успехами ядерной физики. В центральной области солнечного шара в силу колоссальных температур и давлений ядра атомов с сорванными электронными оболочками тесно прижимаются друг к другу, и в этих условиях начинает идти термоядерная реакция перехода водорода в гелий. В глубоких недрах Солнца идет та самая реакция, о которой тщетно мечтали средневековые алхимики, — реакция превращения одного химического элемента в другой.

Солнце — сгусток пылающей материи — является колоссаль­ным природным атомным реактором. В течение миллиардов лет этот реактор перерабатывает собственное вещество.

Современная наука также сумела воспроизвести эту «солнечную» реакцию, но, к сожалению, еще не научилась управлять ею. Мы знакомы с ней только в неуправляемой форме, при взрыве; реакция превращения водорода в гелий п роисхо дит при взрыве водородной бомбы.

Экспериментальные исследования показали, что при термо­ядерной реакции перехода водорода в гелий выделение энергии на каждый грамм «сожженного» водорода составляет 6- 10¹¹ Дж. Если сопос тавить эту величину с общим солнечным излучением, то нетрудно рассчитать, что «сгорание» водорода на Солнце идет со скоростью 5 млн. тонн в секунду. При таком расходе водорода общая продолжительность жизни Солнца может достигать при­мерно 10 млрд. лет.

Термоядерная реакция превращения водорода в гелий идет только в центральной части, в глубокой «топке» Солнца. Подавляю­щая же часть солнечного вещества в этой реакции не участвует и энергии не выделяет. Поэтому если колоссальный общий поток солнечной энергии сопоставить с его колоссальной массой, то окажется, что количество излучаемой энергии, приходящееся на единицу массы, например на 1 г солнечного вещества, в среднем исчезающе мало. Как заметил однажды советский астрофизик В. Г. Курт, поток солнечной энергии, приходящийся в среднем на единицу массы Солнца, равен потоку энергии, выделяемой такой же по массе кучей прелых листьев в лесу.

Солнце расходует водород и стареет. Но запасов солнечного «топлива» хватит еще на несколько миллиардов лет.

ДИКОВИНЫ И ЗАУРЯДНОСТЬ

Приведенные выше характеристики Солнца грандиозны только по сравнению с его «детьми» — планетами. Если же сравнивать с другими звездами, то окажется, что Солнце — самая простая, самая обыкновенная, самая заурядная звезда. По всем своим свойствам оно занимает среднее положение. Есть звезды и гораздо больше, и гораздо меньше. Есть и гораздо жарче, и гораздо холоднее.

Мир звезд исключительно разнообразен и не раз преподносил ученым самые неожиданные сюрпризы. Познакомимся хотя бы с плотностями звезд.

Среди употребительных в быту материалов славится своей плотностью свинец. Масса свинцового куби ка с ребром в 1 см равна 11,3 г. Плотность золота составляет 19,3 г/см³ . Такую же плотность имеет и вольфрам. Еще большей плотностью — соответственно 21,5 и 22,4г/см³ —отличаются платина и иридий. Именно из сплава платины и иридия изготавливали столетие тому назад эталон метра.

Плотности золота, вольфрама, платины и иридия уже превосходят те плотности, которые, по современным представлени­ям, должны встречаться в кедрах Земли, даже в ее ядре.

В Галактике же обнаружилась особая категория слабосветящихся звезд, вещество которых находится в чудовищно уплотненном состоянии. Из-за цвета и малых размеров за ними укрепилось название белых карликов. Большинство белых карликов го­раздо меньше Солнца. Многие из них меньше Земли, а некоторые да­же меньше Луны.

Масса 1 см ³ белого карлика достигает сотен тонн. Спичечная коробка такого вещества при взвешивании на Земле окажется в несколько раз тяжелее самого большого груженого товарного состава. Достигнуть подобного состояния вещества в земных лабораториях пока невозможно. Но астрономы знают о существова­нии и еще более плотных, так называемых нейтронных звезд. Плотность вещества нейтронной звезды в миллион миллиардов раз превышает плотность воды. Чайная ложка такого вещества весила бы на Земле миллиард тонн, т. е. была бы эквивалентна по массе 200 млн. слонов. Если бы Земля уплотнилась до состояния нейтронной звезды, ее поперечник составил бы всего 100 м.

Интересно, что встречаются на небе звезды и с противоположны­ми свойствами: огромные по размерам и очень разреженные. Они относятся к группам красных гигантов и сверхгигантов. Диаметр гиганта Антареса, например, в 500 раз больше солнечного. Если бы он оказался на месте Солнца, то внутри него поместилась бы не только орбита Земли, но и орбита Марса. Зато уж средняя плотность Антареса, прямо скажем, невелика. Она в сотни тысяч раз меньше плотности воздуха у поверхности Земли. Представьте себе большой зрительный зал. Пусть в этом зале пустота, вакуум. Чтобы создать в нем описываемую плотность, человеку достаточно один-единственный раз выдохнуть. Воздух от одного выдоха легких, заполнив равномерно большой зал, создаст плотность, равную плотности вещества в недрах звезды-гиганта.

Конечно, иногда такое наблюдается. Но как для данной пары, так и для большинства других дело вовсе не в случайной близости. И убедительное свидетельство против случайности — обилие «парных» звезд. Примерно каждая пятая звезда на небе — двойная. А в окрестностях Солнца двойных звезд и того больше: каждая вторая. По теории вероятности такого наплыва случайных совпадений произой­ти никак не может.

Ну а если звезды в системе из двух звезд расположены очень тесно одна к другой? Увидим ли мы их как двойную звезду? Нет, не уви­дим. Они всегда будут сливаться воедино, казаться одной звездой. А могут ли существовать такие очень тесные пары? Да, могут. И именно их существованием объясняется, например, странное подмигивание «дьявольского» глаза Медузы.

Изменение яркости небесных светил, их переменность, обуслов­лено иногда и физическими причинами. Такие звезды действительно светят с разной яркостью. Они пульсируют, то раздуваясь, то сжимаясь. Яркость их в связи с пульсацией становится то больше, то меньше. Этим звездам суждено было сыграть исключительную роль в определении расстояний в наблюдаемой нами части Вселенной.

Среди миллиардов звезд Галактики находятся звезды, способные взрываться. Вспышка звезды — величественное зрелище во Все­ленной. Одна взорвавшаяся звезда способна светить с такой же силой, как все остальные 100 млрд. звезд в Галактике, вместе взятые. Часто до взрыва такая звездочка бывает настолько слаба, что астрономам она не известна. Потом она неожиданно разгорается и становится видной даже днем при свете Солнца. Называют эти звезды Новыми и Сверхновыми. Новые звезды вспыхивают часто: мы наблюдаем их один-два раза в год, а всего в Галактике вспыхивает, по-видимо