«Мы боялись крушения мира, но даже и не почувствовали, как он колеблется.» Октавиан Август
Астрономы, работающие с данными космического телескопа "Хаббл", обнаружили огромное гало вокруг ближайшей соседки Млечного пути - галактики Андромеда. Находка обещает астрономам дать больше знаний об эволюции и структуре величественных спиральных галактиках, которые являются одними из самых распространенных в нашей Вселенной
"Гало является газообразной "атмосферой" галактики. Параметры этих газообразных гало контролируют скорость, с которой звезды формируются в галактиках согласно моделям формирования галактик", - сказал Николас Ленер (Nicolas Lehner) из Университета Нотр-Даv (штат Индиана, США). Масса гигантского гала эквивалентна массе половине звезд Андромеды. Темный, почти невидимый объект, распространился чуть более чем на 1 миллионов световых лет от Андромеды, что составляет половину пути от нее до нашей галактики. Если бы гало могло наблюдаться, также как и Андромеда, невооруженным глазом, то на небе мы бы наблюдали объект с угловым диаметром чуть более 50 градусов! Для сравнения, представьте, что на небе выстроилась цепочка из 100 лун в фазах полнолуния. Чтобы обнаружить гало Андромеды, астрономы использовали свет квазаров, удаленных на миллиарды световых лет:исследователи измеряли, как меняется яркость этих объектов на определенном расстоянии от галактики. Также, анализ света позволил выявить особенности распределения материала вокруг галактики. В исследовании было проведено измерение яркости 18 квазаров. Стоит отметить, что подобное исследование "Хаббл" проводил и ранее. В программе астрономы исследовали свет 44 квазаров и обнаружили ореол вокруг Андромеды, но прежде астрономы никогда не наблюдали такого крупного и массивного гало у нашей соседки. "По мере путешествия света квазара к "Хабблу", его часть будет поглощаться газом гало, и квазар покажется более темным в пределах небольшого диапазона длин волн. Измеряя падения яркости в нужном диапазоне, мы можем сказать, какое количество газа находится между нами и наблюдаемым квазаром", - поясняет Кристофер Хоук (Christopher Howk), соавтор работы. Это открытие напрямую касается и Млечного Пути: поскольку мы находимся в его пределах, то не можем сказать с необходимой долей вероятности, имеется ли аналогичное гало у нашей галактики. Но если Млечный Путь действительно обладает галактическим гало, то вполне возможно, что ореолы двух галактик уже почти коснулись друг друга. В скором времени они начнут сливаться и это произойдет задолго до более крупномасштабного события - столкновения Андромеды и Млечного Пути, которое начнется менее чем через 4 миллиарда лет.
Одинокая галактика, получившая наименование NGC 6503, находится в одной из областей в пространстве, свободных от звезд и галактик и называемых в астрономии "войдами" (от английского слова void - пустота). "Супервойд", в котором оказалась NGC 6503, расположен в созвездии Дракона на расстоянии 18 млн световых лет от Земли. Протяженность этого пустого участка Вселенной составляет 150 млн световых лет. Затерявшаяся в нем галактика, лишенная соседей, примерно в три раза меньше нашего Млечного пути - ее размеры не превышают 30 тыс. световых лет. На снимках, сделанных "Хабблом" и опубликованных NASA, внутри NGC 6503 видны ярко-красные пятна гигантских газовых облаков, голубые вкрапления новых звезд и темно-коричневые полосы космической пыли. По словам американских специалистов, одинокая галактика считается редким явлением. "Большинство галактик собраны вместе в группы или кластеры. Соседняя галактика всегда находится не очень далеко", - отметило космическое ведомство США.
Войд (англ. void — пустота) — пространство между галактическими нитями и стенами, свободное от скоплений галактик и звёзд. Они были впервые обнаружены в 1977 году Стефаном Грегори и Лаярдом А. Томпсоном в Национальной обсерватории Китт Пик, а также Я. Эйнасто, М. Йыэвээром и Э. Таго из Тартуской астрофизической обсерватории . Размеры этих образований составляют порядка 10—30 Мпк. Большие войды (англ. supervoids) могут достигать в размерах 150 Мпк и предположительно занимают около 50 % объёма Вселенной. В войдах возможно наличие «тёмной материи» и протогалактических облаков
Обнаружен гигантский супервойд протяжённостью 1.3 миллиарда световых лет
Находится супервойд в созвездии Эридана. Его угловые размеры превышают 30°. Открыт он был в результате изучения данных с телескопа Pan–STARRS1 расположенного на Гавайях и спутника Wide Field Survey Explorer. Местоположение супервойда совпадает с Реликтовым холодным пятном, открытым ещё в 2004 году. Несмотря на то, что положения теории расширяющейся Вселенной подразумевают наличие отдельных участков с повышенной и пониженной температурой, объяснения настолько огромным размерам супервойда нет.
В своём исследовании астрономы опирались на открытие 2004 года, когда в космосе был обнаружен участок с необычно низкой температурой. Тогда открытие так называемого Холодного пятна и его природа вызвали множество вопросов, в том числе о том, противоречит ли существование этого объекта нашим представлениям об устройстве Вселенной.
Объект, названный «супервойд» (войд — пространство Вселенной, свободное от скоплений галактик и звёзд), не лишён вещества полностью, однако содержит его приблизительно на 20% меньше, чем другие участки. При этом, отмечают учёные, пока что новое открытие только приводит к новым вопросам, не предоставляя ответа на уже существующие. Как формируются подобные супервойды, учёные пока не знают. Кроме того, существование супервойда не объясняет полностью существования Холодного пятна — по мнению учёных, оно отвечает только за 10% падения температуры.
Супервойд был обнаружен телескопом Pan-STARRS1 и спутником NASA Wide Field Survey Explorer, с их помощью учёные подсчитали количество галактик в пространстве Холодного пятна, расположенного на расстоянии 3 млрд световых лет от Земли. Они выяснили, что в нём приблизительно на 10 000 галактик меньше, чем было бы при обычных условиях.
Так что, нравится кому-то или не нравится,но все мы - Дети Солнца! С Добрым Утром! Моя Семья!
Лео Шарк
Большой Взрыв - это лишь начальный момент проявления Большого Мира на "эту" сторону. Или - начало Дня Брамы, который (как и Ночь Брамы) длится, согласно Е.П.Блаватской, 4320000000 годов смертных
Лео Шарк
Не гневитесь высотою звёзд, Не всегда доступен нам их градус. Цель одна у них - сквозь толщу лет и вёрст, Оживлая, свет дарить и радость
Реферату прощают то, что в монографии выглядело бы "детским лепетом"
Ял От ]
Факт астрологической науки, что планетарный спутник может "догонять" своими "достоинствами" звезду. Можно долго ломать голову над тем, кто при этом "падает" и кто "возносится". Меня же больше всего занимает, стремятся ли сами "участники" к такой "встрече" сознательно
Абвозан
Всю жизнь рыл землю, пытаясь докопаться до корней. А надо было поднять голову ]
Представьте себе самую адскую планету во всем космосе. Кто-то наверняка подразумевает под этим тонны низвергающейся лавы и нереальные температуры. На самом деле все еще безнадежнее. Далекий гигант под названием TrES-2b примечателен тем, что поглощает 99% солнечного света, который на нее попадает. Эта планета находится в созвездии Дракона (кстати, большинство космических названий придумал режиссер Джон Карпентер). Она чернее угля, чернее черной акриловой краски, чернее холодного безжалостного сердца вашей бывшей. При этом, вы никогда не сможете попасть на эту планету, потому что температура ее поверхности всего в пять раз меньше, чем температура солнца. Такие дела.
Помните эту штуку во «Властелине колец»? Огненное око в гигантском обруче, которое одним видом портит всем настроение? Нечто похожее есть и в реальности. Это молодая звезда Фомальгаут b летает в космосе на расстоянии 25 световых лет от Земли. Космический мусор, камни, лед и пыль создают гигантский диск ока, который примерно в два раза больше всей нашей солнечной системы. Фомальгаут размером с Юпитер, но, что самое худшее, он обречен на такую жизнь только потому, что другая планета выталкивает ее с ближней околозвездной орбиты. В результате Фомальгаут сталкивается со всем космическим мусором и обречен на вечное разрушение. Сюжет для фильма.
KIC 12557548 b – это планета, которую медленно пытает ее собственная звезда. Ну ладно, немного преувеличили. Давайте скажем менее драматично. Если ты когда-нибудь ступишь на KIC 12557548 b, с тобой произойдет вот что. Во-первых, сверху на тебя будет взирать огромная яркая звезда, занимающая половину небосклона. Но времени полюбоваться огненным небом у тебя не будет, ибо как же тебе дышать в атмосфере, 90 процентов которой составляет порошкообразная горная порода? Затем, если тебя моментально не прикончат многочисленные землетрясения и извержения вулканов (а они прикончат, причем за пару наносекунд), ты улетишь в космос и превратишься в пыль вместе с остальными 100000 тонн массы, которая испаряется с планеты ежесекундно. На KIC 12557548 b из-за температуры не могут существовать даже горные породы и минералы… А ты говоришь, что летом жарко.
Маленькой планете Kepler-36b очень не повезло. У нее есть маниакальная старшая сестра – газовый гигант Kepler-36с, -которая ее пытает. Происходит это вот как. Две планеты вращаются вокруг звезды в созвездии Лебедя, при этом орбиты планет расположены очень близко друг к другу. Это приводит к тому, что периодически они сходятся настолько близко, что старшая планета наносит серьезный ущерб младшей. В момент сближения Kepler-36c буквально устраивает пытку Kepler-36b, но вместо оружия она использует огромную силу притяжения, превращающую маленькую родственницу в одно сплошное месиво из землетрясений и вулканических извержений, терзающих ее поверхность. У бедняжки нет и секунды для того, чтобы оправиться от удара.
Абсолютный фаворит нашего рейтинга. Очень легко представить, как на этой планете происходят события в каком-нибудь фильме раннего Ридли Скотта. Внешность планеты HD 189773b очень обманчива. С виду она очень похожа на Землю: голубой шар без каких-либо языков пламени, космического мусора и постоянных столкновений. Но на деле земляне бы там сошли с ума. После того, как попали бы под ливень из осколков стекла. В ее атмосфере содержится большое количество частиц кремния, которые рассеивают голубой свет. Температура планеты почти такая же, как внутри вулкана, — превращает частицы кремния в стекло, а затем планета начинает швырять осколки этого стекла во все стороны со скоростью до 6500 километров в час. Получается глобальное смертоносное торнадо. via
На небе кроме Большой собаки есть еще как минимум три дворняги — Малый Пес, Чара и Астерион (Гончие Псы). Последние два по-прежнему не отходят от Волопаса (по крайней мере, когда я недавно проверял, они были там). Большой Пес достался нам от античности — даже Гомер упоминает его как собаку Ориона. Тем не менее, большой щенок не всегда принадлежал Ориону и даже не всегда был собакой. В разные времена в разных культурах его представляли как собаку Актеона, считали принадлежащей Кефалу собакой Лелап, а в римской культуре изображали даже как ребенка Ориона. Большой Пёс. Широкоугольная карта
Устроившийся на границе зимнего Млечного Пути Большой Пес — интересное созвездие. Вы найдете здесь изобилие разных объектов: галактики, планетарные и отражающие туманности, двойные звезды и рассеянные скопления. Для каждого что-нибудь найдется. Учитывая яркость Сириуса, ничего удивительного, что в древних культурах ему придавали особое значение. Для египтян его появление означало разлив Нила и приближение летнего солнцестояния. Греки называли его собакой Ориона и связывали его появление с наступлением самых жарких дней лета (отсюда пошло американское выражение "Dog Days" — «Собачьи дни», которым называют самые знойные дни августа). В разговоре о Сириусе нельзя не упомянуть о догонах — изолированном африканском племени. В начале XX столетия после визитов антропологов выяснилось, что у догонов есть довольно неожиданная, но точная информация о Сириусе B, а именно его период ~50 лет. Причем знали это они еще за столетия до современной науки! В безумные 70-е, во времена Эриха фон Дэнкиена это послужило толчком к написанию книги «Тайна Сириуса», в которой Роберт Темпл утверждает, что информацию догонам предоставили инопланетяне из системы Сириуса. Осенью 1978 года в журнале «Научный скептицизм» (“Skeptical Inquirer”) Ян Ридпат умело разоблачил эту тайну. Частично «знание» могло быть получено благодаря смешению культур, от европейских астрономов. Догоны и их иностранные посетители, возможно, видели щенка в любительские телескопы. Я слышал о разделении компаньонов Сириуса в телескопы не больше 5 дюймов, но это большая редкость. Проблема не в самом разделении, а в ярком свете Сириуса А. Чтобы уловить проблеск, нужна исключительная оптика. Я наблюдал в 10-дюймовый телескоп и отметил очевидный зеленый оттенок Щенка, хотя скорее всего это обман восприятия. Думаю, что просто Сириус настолько яркий сине-белый, что по контрасту белый Щенок выглядит зеленоватым. Опуститесь на четыре градуса южнее Сириуса, и вы увидите единственный объект Мессье в Большом Псе. M41 — Сердце ПсаЭто одна из жемчужин зимнего неба. Историки не определились, было ли M41 известно Аристотелю или нет. С одной стороны, он описал нечто, находящееся в этой области, однако некоторые полагают, что он наблюдал узел в зимнем Млечном Пути, а не скоплении как таковое. Если оно всё же было ему известно, то это самый тусклый дипскай-объект, известный в античности. Официально оно было обнаружено Джованни Годиерной в 1645 году и добавлено в каталог Мессье в 1765-м.
РадиоАстрон - это международный космический РСДБ проект, разработанный в Астрокосмическом центре Физического института им. П.Н. Лебедева, Москва, Россия. Цель проекта - проведение научных радиоастрономических наблюдений с помощью радиотелескопа, смонтированнного на космическом аппарате Спектр-Р, который был создан в НПО им. Лавочкина .Наземный сегмент миссии РадиоАстрон в настоящий момент реализуется при участии многих обсерваторий и радиотелескопов.
Австралийская РСДБ сеть, включая Компактную Решетку и Паркс;
Европейская РСДБ сеть, включая следующие радиотелескопы вне сеансов работы сети: Германия (Эффельсберг), Италия (Медичина, Ното), Испания (Ебес), Нидерланды (Вестерборк), Россия (телескопы системы "Квазар" в Бадарах, Зеленчукской и Светлом);
США (Аресибо, Грин Бэнк);
Япония (Усуда). Прием информации с космического сегмента радиоинтерферометра осуществляется станциями слежения и сбора данных в Пущинской радиоастрономической обсерватории (Россия) и NRAO (Грин Бэнк, США). Ведется подготовка дополнительной станции в Южной Африке (Хартебишок). Параметры орбиты определяются радиотехническими средствами на станциях в России (Медвежьи Озера и Уссурийск) и оптическими средствами, а также с помощью международной лазерной сети. Для уточнений орбиты используются измерения методом РСДБ положения космического радиотелескопа (Европа) и доплеровской поправки в движении космического аппарата по измерениям в Пущино (Россия). Прогноз и определение более точной орбиты осуществляется Институтом прикладной математики РАН совместно с НПО им. С.А.Лавочкина. Управление космическим аппаратом осуществляется НПО им. С.А.Лавочкина. Программа научных исследований разрабатывается Астрокосмическим центром ФИАН совместно с другими участниками миссии РадиоАстрон из России, Украины, Европы, Австралии, США, Японии и других стран. Обработка ведется в Астрокосмическом центре ФИАН и других институтах.
----------
Стенограмма и видеозапись публичной лекции астрофизика Юрия Юрьевича Ковалева, доктора физико-математических наук, заведующего лабораторией Астрономического центра Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, руководителя научной программы «РадиоАстрон». Лекция состоялась 31 января 2014 года в рамках публичных лекций «Полит.ру» при поддержке Фонда «Династия».
Юрий Ковалев: Здравствуйте. Мне приятно открыть серию лекций «Полит.ру» этого года. Мы сегодня поговорим про проект «РадиоАстрон». Это, наверное, единственный успешный крупный современный научный космический проект в нашей стране. Первый за последние несколько десятков лет, если не единственный. Он очень нетипичен по идее, которая в него заложена. Большинство из вас никогда в жизни не встречались с техникой, которой мы пользуемся, и не готовы к тому, о чем я буду рассказывать. Поэтому для меня сложность состоит в том, чтобы объяснить так, чтобы вы поняли и оценили всю красоту этой идеи. Если в течение лекции будут вопросы – задавайте. Свой рассказ я начну с введения в радиоастрономию. Астрономия – это наука, изучающая Вселенную. Радиоастрономия – наука, изучающая Вселенную с использованием экспериментальных данных в области радиодиапазона, диапазона электромагнитного спектра с самыми длинными волнами - от метров до миллиметров. Отец радиоастрономии – Карл Янский (Karl Guthe Jansky), американский инженер, который по заданию Bell Laboratories построил первую антенну. Она выглядит достаточно странно, но она действительно так выглядела и работает на длинных радиоволнах. Он ее построил для исследования помех в атмосфере. Это произошло до Второй мировой войны, в 1930-е годы. Он был первым, кто получил космические сигналы в радиодиапазоне. Однако после он прекратил заниматься этой тематикой. Он отец радиоастрономии, однако, сам не радиоастроном. Есть второй человек, которого зовут Гроут Ребер (Grote Reber), мы его называем первым радиоастрономом. Тоже американец, здесь его телескоп, который он построил у себя на заднем дворе за свои деньги. Про него можно прочитать отдельную лекцию, он с неохотой расставался с деньгами. Вы, наверное, слышали анекдоты о людях, которые получают письмо, пишут на обратной стороне, что адрес – неправильный, и отсылают обратно ответ бесплатно. Он так делал.
Часто в научной популярной и прочей литературе, со времен Джордано Бруно встречается мнение, что Солнце рядовая звезда, каких в нашей галактике миллиарды и типа на многих из них есть жизнь. Некоторые ученые даже делают расчеты типа формулы Дрейка, со многими неизвестными прогнозируя вероятность возникновения других цивилизаций. Но наша галактика, во первых неоднородна, во вторых в ней есть совершенно разные условия для возникновения и существования жизни. Примерно как нашей намного более изученной солнечной системе, есть совершенно разные условия. Есть планеты земного типа, есть газовые гиганты, есть пояс жизни, где вода защищенная атмосферой, может находиться в жидком состоянии, и есть места, где жидкая вода невозможна. Так же как в Солнечной системе, с ее поясом жизни, что-то подобное есть и в нашей галактике. Наш дом – Россия Млечный путь, имеет спиральную структуру которая при этом вращается. А любой, вращающийся объект имеет две скорости: угловую и линейную. Если в твердых телах линейные скорости растут пропорционально удалению от центра вращения, имея одинаковую угловую скорость. То в спиральных галактиках линейная скорость вращающихся частей, остается практически одинаковой, 220-230 км/с, а это значит, что угловая скорость падает по мере увеличения расстояния от центра. Поскольку спиральные ветви нашей галактики представляют собой волны плотности, распространяющиеся по звездному скоплению галактического диска, то угловая скорость вращения таких спиральных волн, постоянна. На определенном расстоянии от центра галактики линейная скорость объектов, равна скорости этих волн плотности. Это место в галактике называется коротационной окружностью (от англ. corolation - совместное вращение). Эта зона имеет определенные размеры, примерно равные 700 световым годам и образует коротационный тор. Все объекты этого тора имеют свои свойства и совершают вращение в совершенно особых условиях. Именно в этом торе находится Солнце Условия образования звезд в зоне коротации и вне ее совершенно различны. Звезды образуются из межзвездного газа, который, вращаясь вместе с галактическим диском, имеет всюду, за исключением зоны коротации, угловую скорость, отличную от угловой скорости дифференциально вращающегося диска. В гравитационном поле спиральных рукавов межзвездный газ ускоряется. Возникает явление, которое называют галактической ударной волной: на внутренней кромке рукавов образуется спиралевидная полоса сжатого межзвездного газа, в которой, собственно, и рождаются звезды. Вполне понятно, что в зоне коротации рукава галактик вращаются синхронно с межзвездным газом, т.е. относительного движения почти нет, и ударной волны не образуется. Таким образом, образование звезд в зоне коротации и вне ее, происходит в разных условиях. Есть гипотеза, выдвинутая астрофизиками Л.С.Марочником и Л.М.Мухиным, что толчком к рождению в галактической ударной волне Солнечной системы явилась вспышка сверхновой звезды, которая, подобно Солнцу, также появилась на свет в зоне коротации спирального рукава. "Спокойная жизнь" нашего светила и окружающих его планет началась только тогда, когда они покинули место рождения нашей звезды, предположительно рукав Стрельца, и вышли в пространство между спиральными рукавами. Сейчас Солнце вместе с системой планет располагается между спиральными рукавами Персея и Стрельца и медленно движется по направлению к рукаву Персея. Причем "время жизни" Солнечной системы (4,6х109 лет) по порядку величин равно времени, которое она проводит в пространстве между спиральными рукавами (7,8х109 лет). Наша галактика состоит кроме спиральной структуры звездного диска, состоит из балджа - структуры облегающей ядро галактики, из гало - структура занимающая нескольких сот тысяч световых лет и горячей газовой короны. Есть еще несколько карликовых галактик, медленно поглощаемых Млечным путем, и выполняющих роль спутников. Самые известные это Большое и Малое Магеллановы облака есть еще несколько мелких. Эти спутники вызывают приливы в нашем гигантском звездном колесе, искривляя его, так действует карликовая галактика в Стрельце. Основная часть звезд галактики находится в балдже. Если в окрестностях Солнца, одна звезда приходится на 8 кубических парсеков, то в центре Галактики в одном кубическом парсеке находится 10 000 звезд Все же другие звезды а также их планеты, вне коротационного тора, подвергаются гораздо большему риску от последствий взрывов сверхновых, так как они чаще проходят через спиральные рукава. Продолжение вторая часть http://gloriaputina.livejournal.com/37323.html Часть третья http://gloriaputina.livejournal.com/82547.html
Создать планету земного типа и довести её до правильного состояния через 4,5 миллиардов лет — сложная задача. Во-первых, она должна образоваться около богатой металлами звезды (в астрофизике металлами называют все химические элементы тяжелее гелия). Бедные металлами звёзды не способны создать что-либо кроме газовых гигантов — на создание планет земного типа в газовой туманности просто-напросто не хватит материала. Таким образом исключается внешняя часть Галактики. С другой стороны, если звезда содержит слишком много металлов, планеты будут слишком тяжёлыми, будут накапливать газовые оболочки, которые будет удерживать их огромная гравитация, обусловленная большой массой, и опять же станут газовыми гигантами. Основная часть звезд галактики находится в балдже. Если в окрестностях Солнца, одна звезда приходится на 8 кубических парсеков, то в центре Галактики в одном кубическом парсеке находится 10 000 звезд. Заметим, что коротационная зона представляет собой узкое кольцо - тор радиусом 250 парсек - во всем "теле" Галактики. Посчитаем объем тора и количество звезд V=π2Dd2/4 =2,56 миллиардов парсек, в которых 320 миллионов звезд. Большая картинка 3000 на 1600 http://s012.radikal.ru/i319/1103/66/7ef417575f93.jpg
То есть из 200 миллиардов звезд галактики, пригодная зона жизни в тысячу раз меньше и насчитывает 300 миллионов звезд. Уменьшаем дальше эту цифру. Получив звезду с правильной металличностью, следует убедиться, что она может иметь пригодные для жизни планеты. Горячая звезда, например Сириус или Вега, имеют широкую обитаемую зону (область, где температура поверхности планеты будет близка к земной), но существуют две проблемы: во-первых, эта зона слишком удалена от звезды, потому планеты с твёрдым ядром, вероятно, будут формироваться вблизи звезды и за пределами жилой зоны. Это не исключает, однако, возможности зарождения жизни на спутниках газовых гигантов: горячие звёзды излучают достаточно ультрафиолета, который может в достаточной мере ионизировать атмосферу любой планеты. Другая проблема, связанная с горячими звёздами, — это то, что они не живут достаточно долго. Через примерно один миллиард лет (или менее) они становятся красными гигантами, что может не оставить достаточно времени для эволюции высокоразвитой жизни. Холодные звёзды пребывают не в лучшем положении. Обитаемая зона, пригодная для жизни, будет узкой и будет расположена близко к звезде, существенно уменьшая шансы получить планету в правильном месте. Вблизи холодной звезды солнечные вспышки зальют планету радиацией и ионизируют её атмосферу точно как около горячей звезды. Жёсткое рентгеновское излучение также будет более интенсивным. Таким образом, выясняется, что «правильный» тип звёзд ограничивается промежутком от F7 до K1 .Звезды этих типов редки: звезды типа G, такие как Солнце, составляют всего лишь 5 % звёзд в нашей галактике. Уменьшаем 300 миллионов звезд на порядок, до 30 миллионов. Кроме этого надо выкинуть двойные ,тройные, звезды в которых нет планет в водном поясе. Остается 20 миллионов. На самой коротационной окружности безопасных для жизни мест не так много, на всем протяжении коротационный тор проходит через рукава галактики, через ударную волну межзвездного газа. Также в различных участках тора открывается вид на галактическое ядро. Если представить, что туманности Стрельца отсутствуют, то на нашем небе бы, появилось колоссальное светило. Видимый диаметр ядра Галактики близок к 28 градусам. Отсюда легко подсчитать, что на небе ядро должно занимать площадь, в сотни раз большую, чем видимая площадь полной Луны в полградуса. Как бы действовало это светило и какими излучениями ядро ионезировало земную атмосферу большой вопрос. Вполне возможно, что от этого количества высокоэнергетических частиц магнитное поле земли не спасало бы. Вычитаем рукава и места в которых видно галактическое ядро. Допустим половину. Остается на все про все с десяток миллионов звезд. И наконец металличность. По этому индексу относительной концентрации элементов тяжелее гелия, все звезды второго и следующих поколений далеко отстают от солнца. Да что уж там говорить Солнце просто выделяется своей металличностью среди окрестных звезд http://www.membrana.ru/particle/13009Вполне возможно это место Млечного Пути это не Родина Солнца. Также , к примеру изучая данные, собранные космическими миссиями Voyager, ученые смогли построить модель магнитного поля в окрестностях Солнечной системы. Согласно этой модели, силовые линии магнитного поля вблизи Солнечной системы не параллельны линиям "галактического" магнитного поля, а направлены под углом 60-90О к нему http://www.popmech.ru/article/1987-kosmicheskiy-separatizm/ Интересно, что плоскости эклиптики Солнца и Млечного пути не совпадают. Явно коротоционный тор, не был местом рождения нашей звезды. Еще одна из уникальностей Солнца, состоит в том, что оно в коротационной окружности расположено точно в галактической плоскости откланяясь от нее на 210 световых лет по вертикали с периодичностью 67 миллионов лет. Сколько таких звезд среди 10 миллионов может сотни, может тысячи, но все равно непредставимо мало с 200 миллиардами от которых отталкиваются считая формулу Дрейка. Полное впечатление что кто-то где то слепил Солнечную систему и поместил ее в тепличные условия. Вообщем таких мелочей очень много и таких систем, как наша солнечная система, наверное раз два и обчелся.
Кстати, это число в 67 миллионов определенно совпадает с такой информацией. Американские ученые из Университета Беркли, в ходе исследований выяснили, что жизнь на Земле исчезает с удивительной регулярностью тоже через каждые 62 млн. лет http://www.utro.ru/articles/2005/03/11/416201.shtml Ведь за последние 600 миллионов лет на Земле насчитывают 5 случаев массового исчезновения живых существ: это ордовикская катастрофа (450 миллионов лет назад), девонская (370 млн), пермская (250 млн), триасовая (210 млн лет) и меловая (или мезозойская - 65 млн лет назад, когда вымерли динозавры). И не одна катастрофа не была обьяснена, так различные гипотезы. Конечно это уже спорно, но можно предположить, что за МКАДом выше эклиптики жизни нет и как только Солнечная система выходит за пределы эклиптики, что то происходит
Да и в самой нашей системе полно загадок, не смотря на вал открытий экзопланет не найдено в точности похожего не только на Землю, но даже на Юпитер. Чтобы размер планеты соответствовал скорости обращения и эксцентриситету Юпитера. Конечно с первого открытия экзопланеты прошло всего 14 лет. А период вращения Юпитера равен 12 годам. То для отверждения, что открыли Юпитер надо как минимум 36 лет или три прохождения звезды по диску. Может когда то и откроют, впрочем на Юпитере все равно жизни нет. Вполне может быть , что планеты-гиганты образуются в далеких областях протопланетного облака и затем медленно мигрируют к звезде, вычищая по дороге планетную систему от планет земного типа, встречающихся на пути(нижний рисунок). Остается непонятным, почему этот механизм не сработал в солнечной системе
Конечно, более менее подходящие для жизни планеты еще найдут, вполне возможно, что даже найдут органическую жизнь, но вот в разумную ксеножизнь я не верю. Но пока хочется пробежаться по уже найденому, список экзопланет перевалил за тысячу. Каталогу экзопланет (Habitable Exoplanets Catalog) исполнился год. Годовщину отметили выставкой самых лучших 7 планет - кандидатов на внеземную жизнь.
Чтобы кандидат на внеземную жизнь состоялся, он должен отвечать многочисленным условиям похожести на землю. Увы такое впечатления, что для попадания в топ списка достачно попасть в обитаемую зону ( зону Златовласки) в которой вода может быть жидкой. Под этой маркой практически все что хоть краешком попало и пропихнули в список. Что касается других параметров, размера, массы, зксцентриситета орбиты, времени обращения, близости к местному солнцу, спокойности солнца, тройность и двойность солнечных систем, металичность звезды и прочее и прочее, как будто это не важно. Скорее всего вокруг этого кормится много человек, которым надо что выдавать и желательно часто, иначе остануться без работы, отсюда и много шума из ничего.
Что хочется отметить, некое общее у всех лучших кандидатов место это масса выше земной, обычно в несколько раз. По большому счету все эти планеты относятся к классу Нептунов (ледяных гигантов) переходной формы между Юпитерами (газовыми гигантами) и Землей. В лучшем случае, особенно в условиях низкой металичности звезды это просто здоровые каменные шары. Седьмое место и заодно и первое занимает солнечная система Глизе 581, представленная аж двумя планетами Глизе 581g и Глизе 581d.
Gliese 581d. Планета D находится на самом краю обитаемой зоны, дальше чем Марс. Если Марс получает 43% энергии по сравнению с землей, То Глизе Д всего 33%. Эксцентриситет орбиты 0,36, (эксцентриситет орбиты Земли е = 0,017). перепады тепла от звезды каждые 67(период обращения) дней, довольно сильно изменяются. Масса 7-8 земных. Жить на ней горазду хуже чем на Марсе, даже не беря в расчет гравитацию. Но это седьмое место.
Gliese 581g. Первое же место, вращается вокруг солнца 36 дней и она вдвое полегче своей соседки Д. Поверить что планета не обращена одной стороной к светилу , довольно трудно. Что будет с атмосферой в такой ситуации? она выпадет снегом на темной стороне. Вообще то эта планета пока свежеоткрытая , некоторые даже говорят что ее и нет сотрудники Женевской лаборатории к примеру оотрицают ее существование. ( но хочется ,очень уж удобно она расположилась по центру обитаемой зоны, одно это , в совокупности с малым количеством данных типа эксцентриситета орбиты навевает на мысли, что это фейк) . Что касается самой звезды Глизе 581. То с ней проблем еще больше. Это красный карлик с довольно низкой светимостью 1,3% от солнечной. Соответственно обитаемая зона находится очень близко к звезде и что самое важное она очень узкая. Глизе Д с ее сильным эксцентриситетом орбиты, половину времени находится вне ее. Если у Глизе Г эксцентриситет орбиты более 0,1. То она тоже вылетит за пределы обитаемой зоны. Ну и наконец при столь близком растоянии от звезды и столь малом периоде обращения приливные силы , наверняка затормозили их вращение вокруг своей оси. Вторая неприятность, то что красный карлик Глизе 581 как это часто бывает у красных карликов, относится к переменным звездам типа BY Дракона, с перепадами блеска (звездной величины) в 0,5, это примерно 50%. И хотя зафиксированны пока перепады в 5%, но и этого уже много. Солнце изменяет светимость на десятые доли процента. Третья неприятность металличность Gliese 581 0, 33 Солнечной, вполне возможно что у планет нет железного ядра , а значит магнитного поля, защитится от вспышек своей довольно суровой звезды.
Конечно художники могут рисовать Пандору, но на самом деле даже лучшая из пока найденных планет, скорее всего представляет вызженный излучением местного солнца, безжизненный каменистый шар с днем в 36 земных дней и с атмосферой выпавшей снегом на одной стороне.
Вполне возможно , что пробегусь также подробнее и по другим планетам из топ списка
Шестое место – Глизе 667Cc. Находится в созвездии Скорпиона, её масса примерно в 4,5 раза превышает массу Земли. Пятое место – Кеплер 22-b. По размеру всего в 2,4 раза больше Земли и располагается от нас на расстояние в 600 световых лет. Четвертое место – HD 40307g. Размером чуть-чуть больше Земли. Она находится от своего светила на расстоянии всего в 90 миллионов километров (0,6 а.е.). Третье место – HD 85512b. Планета находится в созвездии Парус, астрономы надеются когда-нибудь, в далеком будущем, обнаружить на ней воду. Второе место – Gliese 163c. Масса планеты превышает массу Земли в 7 раз! Исследователи предполагают, что она может оказаться огромной каменистой планетой или карликовым гигантом.
Другой важный момент, который не даёт покоя астрономам — это поиск разумных радиосигналов, сигналов инопланетных лазеров или «сфер Дайсона». О реальных возможностях SETI я уже писал здесь. Из этого обзора следует, что служебные всенаправленные радиосигналы от похожих на нашу цивилизацию, мы пока не способны обнаружить даже от ближайших звезд. В случае, если инопланетяне специально излучают в сторону Земли, то шансы обнаружить этот сигнал уже велики. В этом случае остается лишь вопрос прослушивания неба на определенной частоте из миллиарда возможных частот, в определенный момент времени, в определенном направление неба. Очевидно, что такие поиски тесно связаны с техническим прогрессом, в основном с увеличением площадей радиотелескопов и вычислительных возможностей суперкомпьютеров. Кроме того, гораздо проще обнаружить нетепловое излучение радиационных поясов обитаемой планеты, чем сами искусственные сигналы внеземной цивилизации. Выше я уже говорил, что магнитное поле является важным индикатором биосферы. О поиске природного радиоизлучения от экзопланет я уже писал здесь и здесь.Другой важный момент, где находятся более развитые технологически внеземные цивилизации? Наиболее логичное объяснение в том, что они не хотят выходить на контакт, считая что от него им будут только неприятности, сравнимые к примеру, с передачей туземцам атомной бомбы.Возможно такие цивилизации создают «сферы Дайсона», полностью используя все излучение своей звезды. Поиск таких объектов осложнен тем, что их нужно уметь правильно отличить от огромного количества молодых звезд, которые окружены облаками пыли. В связи с этим, эти молодые звезды также, как и гипотетические «сферы Дайсона» излучают только в инфракрасном диапазоне. Или же таких сверхразвитых цивилизаций не существует, к примеру по причине ограниченности ископаемых ресурсов в любой из планетных систем.
Эпилог
Изложенные выше факторы говорят о том до сих пор остаётся огромная неопределенность в оценках распространенности биосфер в галактике, подобных земной. Пространство вариантов заключено между наличием такой биосферы почти у каждой звезды (за исключением молодых звезд и некоторых кратных звездных систем) до огромной их редкости. Чтобы найти истину в этих гипотезах необходимо почти у каждой близкой звезды произвести поиск планет похожих на нашу Землю, исследовать их спектры с целью определения химического состава атмосферы, а также тщательно изучить оптический и радио диапазоны на наличие искусственных сигналов в направление этой планетной системы. Пока в земные сети попадают в основном крупные планеты, которые проще всего обнаружить и исследовать. Будущие телескопы смогут проводить подобные исследования с похожими на Землю планетами. Эту работу можно будет сравнить со скрупулезным просеиванием песка у золотодобытчиков.
Как думаете, что может представлять из себя отрицательная гравитация? Не как гаситель гравитации, а само по себе - если есть область отрицательной гравитации в пространстве - что там будут за свойства пространства ?
Экзотическая материя — понятие физики элементарных частиц, описывающее любое (как правило, гипотетическое) вещество, которое нарушает одно или несколько классических условий, либо не состоит из известных барионов. Подобные вещества могут обладать такими качествами, как отрицательная плотность энергии или отталкиваться, а не притягиваться вследствие гравитации. Экзотическая материя используется в некоторых теориях, например, в теории о строении кротовых нор. Наиболее известным представителем экзотической материи является вакуум в области с отрицательным давлением, производимым эффектом Казимира.
Эффект Казимира — эффект, заключающийся во взаимном притяжении проводящих незаряженных тел под действием квантовых флуктуаций в вакууме. Чаще всего речь идёт о двух параллельных незаряженных зеркальных поверхностях, размещённых на близком расстоянии, однако эффект Казимира существует и при более сложных геометриях.
Причиной эффекта Казимира являются энергетические колебания физического вакуума из-за постоянного рождения и исчезновения в нём виртуальных частиц. Эффект был предсказан голландским физиком Хендриком Казимиром (Hendrik Casimir, 1909—2000) в 1948 году, а позднее подтверждён экспериментально.
Согласно квантовой теории поля, физический вакуум представляет собой не абсолютную пустоту. В нём постоянно рождаются и исчезают па́ры виртуальных частиц и античастиц — происходят постоянные колебания (флуктуации) связанных с этими частицами полей. В частности, происходят колебания связанного с фотонами электромагнитного поля. В вакууме рождаются и исчезают виртуальные фотоны, соответствующие всем длинам волн электромагнитного спектра. Однако в пространстве между близко расположенными зеркальными поверхностями ситуация меняется. На определённых резонансных длинах (целое или полуцелое число раз укладывающихся между поверхностями), электромагнитные волны усиливаются. На всех остальных же длинах, которых больше, напротив, подавляются (то есть, подавляется рождение соответствующих виртуальных фотонов). Происходит это вследствие того, что в пространстве между пластинами могут существовать только стоячие волны, амплитуда которых на пластинах равна нулю. В результате, давление виртуальных фотонов изнутри на две поверхности оказывается меньше, чем давление на них извне, где рождение фотонов ничем не ограничено. Чем ближе друг к другу поверхности, тем меньше длин волн между ними оказывается в резонансе и больше — оказывается подавленными. Такое состояние вакуума в литературе иногда называется вакуумом Казимира. Как следствие, растёт сила притяжения между поверхностями.
Явление можно образно описать как «отрицательное давление», когда вакуум лишён не только обычных, но и части виртуальных частиц, то есть «откачали всё и ещё чуть-чуть». С этим явлением связан также дискуссионный эффект Шарнхорста.
Явление, схожее с эффектом Казимира, наблюдалось ещё в XVIII веке французскими моряками. Когда два корабля, раскачивающихся из стороны в сторону в условиях сильного волнения, но слабого ветра, оказывались на расстоянии менее приблизительно 40 метров, то в результате интерференции волн в пространстве между кораблями прекращалось волнение. Спокойное море между кораблями создавало меньшее давление, чем волнующееся с внешних бортов кораблей. В результате возникала сила, стремящаяся столкнуть корабли бортами. В качестве контрмеры, руководство по мореплаванию начала 1800-х годов рекомендовало обоим кораблям послать по шлюпке с 10—20 моряками, чтобы расталкивать корабли.
Также эффект напоминает кинетическую теорию гравитации Лесажа, заключающуюся в сталкивании тел друг с другом под давлением неких гипотетических частиц.
"В астрономии XX в. совершается грандиозная революция, быть может сравнимая по значению с коперниковской. Она вызвана открытием во Вселенной объектов качественно нового типа - активных ядер галактик, в которых происходят грандиозные взрывы, квазизвездных радиоисточников (квазаров) и др. Явления, происходящие в этих космических телах, оказались совершенно необычными и потребовали коренного пересмотра многих астрофизических, космогонических, космологических представлений и теорий, поставив также под сомнение универсальность известных сейчас фундаментальных законов физики. Не исключено, что изучение Вселенной уже в недалеком будущем приведет к новой революции во всей системе физического знания.
Мы должны считаться с возможностью (и необходимостью) пересмотра фундаментальных физических теорий по мере изучения все новых и новых областей материального мира. Это отнюдь не исключает того, что возможности уже существующих , «старых» теорий никогда нельзя будет полностью исчерпать: в них заключено еще множество различных «сюрпризов». Тем не менее дальнейшее развитие физики и астрономии с этой точки зрения будет связано с формулировкой фундаментальных теорий все большей степени общности. Иными словами, принцип единства мира следует понимать диалектически." В. Амбарцумян
Что-то странное происходит на дальних задворках нашей Вселенной. Около дюжины сверхмассивных черных дыр все как одна выбрасывают колоссальное количество энергии в одно и то же направление. Вполне возможно, что это обычное совпадение космического масштаба, однако некоторые астрономы подозревают, что виной этому может быть более мощные, чем эти черные дыры, третьи силы.
Сверхмассивные черные дыры, обнаруженные в центрах практически всех известных нам близлежащих галактик, периодически выбрасывают из своих недр в межгалактическое пространство мощные потоки высокоэнергетической плазмы. Например, сверхмассивная черная дыра Стрелец А*, находящаяся в центре нашего Млечного пути, когда-нибудь поглотит центральную звезду своего региона, и событие ознаменует массивный выброс рентгеновского излучения по всей нашей галактике. Такие события очень привлекают внимание астрономов, хотя предугадать их практически невозможно. Наблюдение за 64 галактиками, расположенными примерно на полпути расстояния известной нам Вселенной, показало весьма необычный синхронизм в направлении выбрасываемой энергии из десятка черных дыр, расположенных в сотнях миллионов световых лет друг от друга. Такое явление, как это, по мнению ученых, в нашей Вселенной существовать не должно, если только всю эту энергию не притягивает структура, крупнее всех этих черных дыр. По мнению Расса Тейлора, ведущего специалиста данного наблюдения, опубликовавшего первые результаты исследования в научном журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, вполне возможно, что это как раз тот самый случай. Как указывает сайт Science News, Тейлор подозревает, что все эти извержения энергии выстроились (выровнялись) вдоль нитей космической паутины, образовав своеобразный макет (или строительные леса, если хотите) космического масштаба. Если эта гипотеза верна, то она сможет помочь объяснить нам то, как наша Вселенная обрела ту форму, которой она обладает. Соглашаются с этим мнением далеко не все. Некоторые астрономы, например, считают, что количество исследуемых в этом вопросе галактик слишком мало, чтобы делать такие выводы, а картину в целом следует рассматривать не более чем причудливой, но случайностью. Однако идея космического выравнивания вдоль нитей оказалась настолько интересной, что Тейлор и его коллеги планируют продолжить исследование в этом направлении на базе наблюдений за большим числом черных дыр. Кроме того, ученые собираются выяснить более точную дистанцию между галактиками, которые они изучали.
Когда-то темная материя была «посговорчивее» Темная материя остается раздражающе загадочной из-за своего отказа взаимодействовать с другими частицами и силами. Группа из восемнадцати ученых сформулировали идею, объясняющую застенчивую природу загадочного вещества. Они предположили, что темная материя не всегда была космическим отшельником. Когда Вселенная была моложе, в своем горячем плазменном состоянии, темная материя с удовольствием смешивалась с обычной материей, благодаря окружающему ее горячему безумию. Но по мере остывания Вселенной темная материя успокоилась и потеряла свою способность влиять на электромагнитные силы.
Такое поведение темной материи может быть объяснено игрой кварков, элементарных частиц, которые связываются вместе и образуют полезные для нас адроны, такие как нейтроны и протоны. При низких температурах кварки коагулируют в вышеупомянутые крупные единицы, но при высоких температурах они могут без разбора взаимодействовать с другими частицами. Интересно то, что конгрегации обычной и темной материи настолько похожи по размерам, что на ранних стадиях между ними могло быть достигнуто некое равновесие.
Галактические червоточины
Ученые говорят, что червоточины не так уж и невозможны — нужно только достать немного экзотической материи. К сожалению, ингредиентов нам крайне не хватает, и непонятно, может ли такая материя существовать и не взорваться. К счастью, есть второй способ обзавестись удобной червоточиной. По мнению ученых Индии, Италии и Северной Америки, нужна лишь колоссальная масса… как в центрах галактик типа Млечного Пути, например.
Мы живем в галактике Млечный Путь, так что можно предположить, что наш галактический центр, который находится всего в 25 000 световых годах от нас, соблюдает необходимые для червоточины условия. Эта область плотно упакована материей не только звезд, но и газовых облаков и гигантской черной дыры Sagittarius A*, а также скрытой черной материи. Вся эта масса сосредоточена в относительно небольшом галактическом центре, и, возможно, ее будет достаточно, чтобы свернуть пространство-время само в себя, создав короткий путь к удаленной части Вселенной.
Эта идея родилась на стыке тайных знаний об общей теории относительности и карты плотности галактической темной материи. Может быть, что бесчисленные галактики тайно служат червоточинами, соединяя Вселенную невидимой «системой галактического транспорта».
Вулканические астероиды Улов из более 600 космических камней, известный как метеориты Альмахата-Ситта, отделился от астероида 2008 TC3 и упал в Нубийскую пустыню в Судане в 2008 году. И открыл перед нами неожиданную картинку ранней Солнечной системы: спустя всего 6,5 миллиона лет после образования первых твердых тел Солнечной системы, окрестности Земли могли быть наполнены пылающими вулканическими астероидами.
Уникальные образцы Альмахата-Ситта обладают различными минеральными веществами, которые никогда ранее не встречались в одном куске, в том числе и богатые кремнием урелиты. По словам астрономов, они рождаются в процессе почти мгновенной кристаллизации в процессе бурного вулканического события, что исключает возможность того, что эти редкие породы образовались в результате взрывных сил, сопровождающих метеоритные удары.
Астрономы предполагают, что в юной Солнечной системе был хотя бы один вулканически активный астероид. Но как астероид стал вулканическим? Миллиарды лет назад, когда у Солнечной системы только прорезались молочные зубы, она была кипящим бульоном сталкивающихся твердых тел. Этот эффект космического бильярда и остаточная энергия, оставшаяся от катастрофических падений, превратили астероид 2008 TC3 (и многие другие) в расплавленный ад.
Волосатая темная материя Несмотря на то, что мы никогда не наблюдали непосредственно темную материю, моделирования и наблюдения выявили некоторые ее особенности. Загадочное вещество не только является электромагнитно апатичным, но и слегка ленивым, редко вылезая из своей гравитационной постели. Поэтому предложение Гари Презо из NASA JPL может показаться странным: он считает, что частицы темной материи могут организовываться в космические вереницы.
Гигантские потоки упорядоченных частиц темной материи — если темная материя действительно состоит из частиц — расползаются по нашей Солнечной системе, как шоколадные полосы в йогурте. Когда волокна темной материи сталкиваются с большим и твердым объектом (как Земля), они обволакивают его как волосы. Если бы темную материю можно было увидеть, Земля была бы похожа на планетарного дикобраза.
И подобно тому, как волосы произрастают из наших голов, каждое волокно темной материи начинается с плотного и толстого корня и заканчивается острым кончиком. Если эта гипотеза подтвердится, нам представится прекрасный шанс изучить темную материю. Предположительно, эти волосы вытягиваются на треть расстояния до Луны.
Голодное Солнце Изучая другие солнечные системы, астрономы обнаружили много планетарных тел, которые вращаются возле своих звезд гораздо ближе, чем Меркурий к Солнцу. В нашей же Солнечной системе в окрестностях Солнца нет никаких значительных объектов. Чего?
Недавнее исследование, проведенное Ребеккой Мартин и Марио Ливио из UNLV, говорит о том, что давным-давно планетарные тела были в этом ныне пустом регионе пространства. Они сформировались после того, как собрали обломки внутренней Солнечной системы, а после были трагически сожраны голодным Солнцем, которое подобно титану Хроносу пожрало своих же детей.
Наблюдения далеких солнечных систем и подозрительная пустота между нашей родной звездой и самой маленькой планетой, привели ученых к выводу, что Меркурий, Венера, Земля и Марс когда-то делили манеж с пятым планетарным собратом. По мнению ученых, толстый диск космического мусора, расположенный между Солнцем и Меркурием, просуществовал достаточно долго, чтобы остыть и собраться в плотную суперземлю. Но этой планете пришлось недолго существовать в пределах Солнца и очень скоро она поддалась неумолимой гравитации и аппетиту светила.
Время назад
Время кажется достаточно простым, но если задуматься, оно бесконечно сложное и постоянно смущает даже самые светлые умы. С чего началось время? Почему оно течет только вперед? Если направление времени определено, почему фундаментальные законы прекрасно работают, когда физики вводят в них обратный ход времени? Одна из гипотез предлагает хотя бы частичный ответ на эту головоломку: наша Вселенная не одинока.
Время в нашей Вселенной идет вперед из-за энтропии. С самого начала Вселенной, когда все было собрано в одну точку, сформировались такие условия, что все должно идти в сторону дезорганизации, и так время получило направленность. Такова текущая интерпретация, во всяком случае. Одна из гипотез предполагает, что в «момент» Большого Взрыва родилась сестринская вселенная, странное место со странным временем, которое действует в соответствии с действием гравитации, а не термодинамики. Кроме того, в этом параллельном существовании стрела времени обращена вспять, чтобы компенсировать наши прогрессивные секунды, минуты и часы.
В рамках очень маломасштабного частичного представления Вселенной на 1000 частиц, физики наблюдали, что гравитация, по всей видимости, может влиять на организацию частиц в любом временном направлении. Другое теоретическое исследование показало, что частицы могут испытывать обратную энтропию. В конечном итоге, исследователи предположили первичный раскол, который разделил время на два противоположных направления.
Орбитальный наклон Земли Земля странная. Это единственная известная нам планета, которая населена неблагодарными формами жизни, и ее орбита неожиданно наклонена по отношению к экватору Солнца. Но орбитальная странность — далеко не местная загадка: такое наблюдали и у других тел. Во всей Вселенной астрономы наблюдали множество газовых гигантов, орбиты которых странным образом наклонены относительно их родительских звезд.
Такого быть не должно, если предположить, что планеты сформировались из дисков обломков вокруг своих звезд, как обычно образуются планеты. Астроном из Калтеха Константин Батыгин полагает, что эти сдвиги вызваны мягкими (а иногда и не очень) гравитационными толчками звезд-партнеров. Поскольку большинство звездных систем бинарны, это может объяснить множество наклонных орбит.
Что примечательно, это может косвенно указывать на то, что Солнце когда-то имело честь кружится в танце с другой звезды. Она давно улетела, но оставила живое наследие — странную орбиту Земли.
Самые первые звезды Когда Большой Взрыв внезапно изрыгнул себя на свет почти 14 миллиарда лет назад, он пришел в форме водорода, гелия и лития. Тяжелые элементы, к которым мы привыкли, появились лишь с самыми первыми звездами.
В поисках самых первых протагонистов Вселенной, астрономы пытаются вынюхивать объекты с дефицитом наиболее сложных элементов. Один из безусловных победителей был недавно замечен Очень Большим Телескопом Европейской южной обсерватории на севере Чили. Из глубин космоса извлекли очень тусклые фотоны галактики CR7, реликта возрастом 13 миллиардов лет и самой яркой галактикой из всех, что когда-либо наблюдались.
CR7 означает не Криштиану Роналду, а COSCOM Redshift 7, идентификатор того, насколько интенсивно вытянулся свет за время своего мучительно длинного пути из ранней Вселенной к астрономам телескопа. Таким образом, его покраснение выдает его возраст. CR7 находится в крайне заполненном регионе космоса в созвездии Секстант.
Эта древняя галактика полна гелия, но, как ни странно, не имеет тяжелых элементов. Такой расхождение может указывать на то, что астрономы наблюдают самое первое поколение звезд. Так называемые звездные населения III являются прародителями более тяжелых элементов, которые конденсируются в планеты, другие звезды и в мешки с мясом.
Мегакольца Молодой газовый гигант, вращающийся вокруг молодой звезды J1407, которая находится всего в 434 световых годах от Земли, поставил астрономов в тупик своей аномальной кривой света. Ожидается, что такая планета, гораздо больше даже Юпитера, должна отражать огромное количество света своей звезды. Но вместо этого она демонстрирует периодические затмения, не похожие ни на что совершенно.
Виновник? Гигантская кольцевая система в 200 раз больше, чем у Сатурна, окружающая планету J1407b. Только эта особенность может объяснить природу затмений, которые иногда сохраняются на несколько недель, но позволяют проскользнуть случайному фотону, что было бы невозможно в случае затмения твердым телом. Это имеет смысл, учитывая зернистый характер колец.
Каждое массивное кольцо растянуто на десятки миллионов километров в диаметре, и J1407b окружена по крайней мере 30 такими ледяными каменистыми кольцами. Кроме того, астрономы обнаружили пробелы в этих кольцах, вызванные, скорее всего, тем, что экзолуны сметают мусор по мере вращения. К сожалению, все эти кольца носят лишь временный характер и однажды превратятся в спутники.
Астероиды и темная материя
Несколько астероидов и последующее вымирание проложило наш эволюционный путь по костям могучих существ, которые никогда не согласились бы на текущее господство человека. Почему эти падения происходят с завидной периодичностью? Инопланетяне поставили нас на космический счетчик?
Ответ, по мнению гарвардских астрофизиков Лизы Рэндалл и Мэтью Риса, кроется в темной материи: толстый слой темной материи в 35 световых лет толщиной направляет в сторону Земли космические ракеты. Расположившись в центральной плоскости Млечного Пути, этот слой стягивает всевозможные астероиды и кометы и направляет их на нашу беззащитную планету. Основываясь на том, что падения крупных метеоритов случаются приблизительно каждые 30 миллионов лет, астрофизики полагают, что их гипотеза более чем вероятна в качестве объяснения вымираний на Земле.
КРАСНЫЕ ГИГАНТЫ, БЕЛЫЕ КАРЛИКИ И ТУМАННОСТИ Указанные три небесных объекта генетически связаны между собой, можно сказать, между ними имеются родственные связи. На определенной стадии своей эволюции огромный красный гигант (радиус его больше радиуса Солнца в 21 раз) сбрасывает с себя внешнюю часть вещества и вместо него остается только голое ядро красного гиганта радиусом всего около 10 километров, но со сверхплотным веществом внутри. Это белый карлик. Сброшенное красным гигантом вещество (газ) определенное время остается видимым и является не чем иным, как туманностью. На рисунке 8 показана туманность «Летящая». Эту связь красных гигантов, белых карликов и туманностей установил советский астрофизик И.С. Шкловский.Красные гиганты и белые карлики отличаются от всех других обычных звезд тем, что в них не соблюдается известная связь между светимостью и поверхностной температурой. У красных гигантов поверхностная температура сравнительно невелика (всего 3500 К), тогда как светимость очень высокая. Если бы красные гиганты были обычными звездами, то они при их поверхностной температуре светились бы намного менее ярко. Эта особенность красных гигантов обусловлена их строением, тем, что они добывают энергию для своего свечения совсем другим путем, нежели обычные звезды.
Красный гигант — звезда старая, в которой водород весь выгорел в результате ядерных реакций и превратился в гелий. Дальнейшие реакции превращения гелия в более тяжелые химические элементы идти там не могут из-за недостаточной для этого температуры. Ядро красного гиганта очень небольшое: его радиус составляет всего около одной тысячной радиуса самой звезды. Следует сказать, что по мере эволюции звезды масса и размеры ее конвективного ядра постепенно уменьшаются. Но в ядре плотность вещества огромная (около 300 килограммов в кубическом сантиметре). Температура вещества ядра звезды составляет сорок миллионов кельвинов. И тем не менее ядро красного гиганта не является термоядерной печью, которая снабжает энергией всю звезду. В нем до этого успело выгореть все горючее. Поскольку в ядре нет бурных процессов, связанных с термоядерными реакциями, температура во всех его частях одинакова, то есть оно является изотермичным. Энергия красного гиганта вырабатывается в весьма тонкой оболочке (толщина ее намного меньше толщины ядра звезды), которая окружает ядро. В этом слое температура вещества звезды уменьшается от 40 миллионов кельвинов в ядре до 25 миллионов кельвинов снаружи слоя. Плотность вещества в этой оболочке в несколько тысяч раз меньше, чем в ядре звезды. Энергия в этом слое выделяется в результате происходящих там температурных реакций углеродно-азотного цикла. Характерным для этих реакций является то, что углерод в них не расходуется, хотя и участвует в реакциях. Он является катализатором. Цикл реакций начинается взаимодействием углерода с ядром водорода — протоном, а заканчивается (в шестой реакции) образованием того же ядра углерода, но вместе с ядром гелия (то есть альфа-частицей). «Сухой остаток» этих реакций — превращение довольно сложным путем водорода в гелий и выделение при этом соответствующей энергии. Выделяющаяся энергия передается от оболочки, где происходят термоядерные реакции, наружу путем лучеиспускания. Но таким путем она может пробиться только на расстояние около одной десятой радиуса звезды. Дальше лучистый перенос энергии становится неэффективным из-за большой непрозрачности вещества звезды. Поэтому дальнейший перенос энергии наружу происходит путем конвекции вещества. У Солнца, например, конвективная зона занимает относительно небольшой по толщине слой, тогда как у красного гиганта большая часть «тела» звезды находится в состоянии конвекции. Описанное строение красного гиганта очень оптимально в смысле долговечности звезды. То, что звезда имеет очень плотное ядро, позволяет ей очень продолжительное время удерживать остальное вещество звезды, находящееся выше. Столь плотное ядро практически не сжимается, поэтому оно не нагревается. В течение длительного времени в ядре звезды не наступает термоядерная реакция превращения гелия в углерод. Эта реакция идет при температурах порядка сотен миллионов кельвинов. Она идет в несколько этапов. Вначале сталкивающиеся ядра гелия будут образовывать радиоактивный изотоп бериллия, который при столкновении с еще одной альфа-частицей с высокой энергией образует устойчивый изотоп углерода. При этом выделяется очень большая энергия: 7,3 миллиона электрон-вольт. Когда температура ядра красного гиганта по каким-то причинам увеличится до необходимой величины — сотен миллионов кельвинов, начнется превращение гелия в углерод, при котором выделяется огромное количество энергии. Это так называемая гелиевая вспышка звезды. Когда в ядре выгорит весь гелий, реакция продолжается только в относительно тонком слое, который окружает выгоревшее во второй раз ядро. Напомним, что ядро окружено и другой оболочкой большего радиуса, в котором идут термоядерные реакции углеродно-азотного цикла, причем водород продолжает превращаться в гелий. Было установлено, что масса гелиевого ядра красного гиганта перед началом гелиевой вспышки практически не зависит от полной массы звезды и составляет около половины массы Солнца. После гелиевой вспышки (точнее, после выгорания гелия в самом ядре) красный гигант становится звездой с «двухслойным» источником ядерной энергии. Оба слоя описаны выше. С увеличением выделения энергии внутри звезды увеличивается и ее светимость. Светимость красного гиганта достигает нескольких тысяч светимостей Солнца (вместо 225 раз до гелиевой вспышки). В результате всего этого звезда «раздувается», а радиус ее катастрофически растет. Если вначале он был равен 21 радиусу Солнца, то сейчас размеры красного гиганта едва вместились бы внутри орбиты Земли. Водородная оболочка постепенно смещается наружу. Со временем внутри нее (в ядре) сосредоточено уже 70 % всей массы звезды. Красный гигант с двумя слоями энерговыделения может еще продержаться около миллиона лет. После затухания ядерных реакций наружная оболочка звезды отторгается от ядра и превращается в туманность. В веществе образовавшейся планетарной туманности много водорода. Планетарная туманность расширяется со скоростью около 30 км/с. На основании этого факта можно подсчитать, что отрыв наружных слоев звезды произошел на расстоянии от ядра около одной астрономической единицы (когда звезда сравнялась в размерах с орбитой Земли). В этих расчетах принималось, что масса внутренней части звезды равна 0,8 массы Солнца. Почему и как происходит сброс наружных слоев красных гигантов? Полной теории этого явления в настоящее время еще нет. Вопрос очень непростой. Но ясны причины, которые могли бы вызвать этот сброс. Одна из них — очень высокое световое давление, создаваемое излучением ядра звезды. Отрыв оболочки может произойти и в результате неустойчивостей ее вещества. Поскольку размеры оболочки огромны, то такая неустойчивость должна вызвать колебательные процессы, что, в свою очередь, должно привести к изменению теплового режима вещества оболочки. Отрыв оболочки звезды от ядра мог бы произойти и в результате сильной конвективной неустойчивости. Она могла развиться как результат ионизации водорода под фотосферой звезды. Так или иначе отрыв оболочки от ядра происходит, и образуется планетарная туманность. Но красные гиганты поставляют в межзвездную среду не только туманности, но и пылевые частицы — космическую пыль. Пылинки образуются в холодных протяженных атмосферах красных гигантов. Здесь для этого имеются условия, поскольку значительная часть газа находится в молекулярном состоянии. Это подтверждается измерениями инфракрасного излучения от планетарных туманностей. Результаты этих измерений показывают, что имеется значительный избыток этого излучения, исходящего от пылевых частиц. Из газовой среды пылинки образоваться не могут, поскольку газ является горячим и хорошо перемешанным. Теперь нам предстоит рассмотреть ядро красного гиганта, которое после отрыва оболочки превратилось в своеобразную звезду — белого карлика. Ядро красного гиганта состоит из вещества в особом состоянии, которое обусловлено экстремальными условиями в ядре. Газ в таком состоянии называется «вырожденным». Он является порождением квантово-механических процессов в веществе, и, к сожалению, сущность его принципиально нельзя понять (и объяснить) на основании только классической физики. Что же представляет собой вырожденный газ? В ядре красного гиганта находится ионизованный газ большой плотности. Именно из-за того, что эта плотность очень большая, орбитальные электроны в атомах газа движутся не так, как в атомах при обычном давлении. Движение орбитальных электронов регулируется (определяется) набором квантовых чисел. Таких чисел 4. Одно (главное) определяет энергию электрона в атоме, второе фиксирует значение орбитального вращательного момента электрона, третье — проекцию этого момента на направление магнитного поля, четвертое определяет величину собственного вращательного момента, его спин. Это можно сравнить с номерами на автомашине, состоящими из 4 цифр. Имеется железное правило: не может быть двух квантово-механических систем с точно одинаковыми квантовыми числами (как не может быть двух машин с точно одинаковыми номерами). Это можно пояснить и по-другому. Первые три цифры (квантовые числа) однозначно задают траекторию частицы. Ведь элементарная частица может двигаться только по определенным траекториям, а не по любым. Это относится не только к электронам в атоме, которые движутся по своим орбитам, но и к электронам в куске металла, которые давно потеряли свои родные атомы и движутся, входя в сообщество (ансамбль) себе подобных. Для этих электронов в металле квантовый закон (принцип Паули) определяет четкие траектории. При обычных условиях, то есть при обычном давлении, когда частиц не больше, чем отведенных для них траекторий, ничего особенного не происходит: каждый электрон движется по отведенной ему траектории. Но мы знаем, что частицы газа могут двигаться быстрее или медленнее, в зависимости от температуры газа и объема, который он занимает. Известно также, что если увеличить температуру газа, то скорости движения его частиц увеличатся. Как связаны давление газа, его температура и объем, определяется хорошо известными газовыми законами или, как их называют, законами идеального газа. Но при слишком высокой плотности вещества, когда элементарных частиц (электронов) становится больше, чем для них отведено траекторий, газ перестает подчиняться этим законам. Это очень серьезно, так как газ перестает вести себя так, как он должен себя вести, и его поведение выходит за рамки всякого смысла. Надо добавить слово «здравого». Но известно, что квантовая механика и была создана вопреки здравому смыслу. Тем не менее ее законам подчиняется движение элементарных частиц, в том числе и в таких экстремальных условиях. Так вот, когда электронов больше, чем отведенных для них дорожек, принцип Паули разрешает им вставать на одну дорожку не по одному, а по четыре. При обычном давлении на одной траектории, которая задается полностью тремя квантовыми числами, находятся два электрона, но они отличаются своими четвертыми квантовыми числами. Грубо говоря, по одной дорожке бегут два электрона: один электрон вращается при этом влево, а другой — вправо. Говорят, что их спины разные, противоположные (английское слово «спин» означает «вращение»). Именно четвертое квантовое число частицы и определяет ее спин. Так вот, при очень высоком давлении из-за дефицита дорожек разрешается занимать одну и ту же дорожку не только двум электронам, которые имеют противоположное вращение вокруг своей оси, но еще двум электронам дополнительно, но с одним категорически строгим требованием: они должны бежать быстрее первых двух с тем чтобы им не мешать. Насколько им надо бежать быстрее, электроны определяют сами, то есть они бегут быстрее «по необходимости». Но, подчиняясь этому требованию, электроны тем самым не имеют возможности подчиняться газовым законам. Так, в обычном газе скорость частиц становится очень маленькой, когда уменьшается температура газа. При этом уменьшается и давление газа. Совсем другое дело, когда уменьшается температура этого сверхплотного газа (его называют вырожденным). Так как частицам не разрешается уменьшать свои скорости с понижением температуры газа, то не уменьшается и давление газа. Ведь давление газа на определенную стенку создается ударами частиц об эту стенку. Раз скорости большие, то и удары сильные. В результате высокое давление. И это при низкой температуре. Это в корне противоречит газовым законам. Но не противоречит наблюдениям. Так, ядра красных гигантов состоят из вырожденного газа. Естественно, что когда они превращаются в самостоятельные звезды — белые карлики, они по-прежнему состоят из вырожденного газа. Поэтому поведение белых карликов длительное время ставило специалистов в тупик. Не удавалось с помощью газовых законов объяснить условия внутри белого карлика. Белые карлики имеют массу, приблизительно равную массе Солнца, а размеры, равные размерам Земли. Отсюда ясно, насколько вещество уплотнено! В кубическом сантиметре упаковано до десятка тонн вещества. Но при таких условиях температура звезды должна быть огромной, а значит, она должна и сильно светить. А карлики светят в сотни и тысячи раз слабее, чем Солнце. В этом и был парадокс, пока не поняли, что причиной этому является вырожденное состояние газа, из которого состоит белый карлик. Белый карлик живет по законам вырожденного газа, и никакого парадокса, оказывается, нет. Равновесное состояние обычных звезд (когда они не сжимаются и не расширяются) определяется температурой вещества звезды. В случае белых карликов температура в этом плане вышла из игры, она не влияет на равновесное состояние звезды, поскольку из повиновения ей вышли частицы, создающие давление. А равновесие обеспечивается определенным давлением. По законам вырожденного газа (в соответствии с принципом Паули) давление его определяется только плотностью газа. Соотношение между плотностью вырожденного газа и его давлением и заменяет уравнение Клапейрона, которому подчиняются идеальные газы. Причем давление, которое теперь никак не зависит от температуры, зависит от плотности не как первая степень последней, а намного сильнее: давление пропорционально плотности в степени 5/3. Это отражает тот факт, что давление (а значит, и скорость частиц) с добавлением новых частиц (то есть увеличением плотности) должно расти так, чтобы частицы увеличивали свою скорость настолько («по необходимости»), чтобы по их траекториям могли еще побежать и новые частицы, которые уже являются «избыточными». Именно наличие избыточных частиц в газе и делает его вырожденным. Раз известен закон поведения вырожденного газа, то можно вычислить, при какой плотности и температуре газ становится вырожденным. Такие подсчеты дают, что при температуре около 10 миллионов кельвинов, которая достигается в недрах звезд, газ должен становиться вырожденным, если его плотность превышает 1 килограмм в кубическом сантиметре. Как известно, в недрах обычных звезд плотность газа меньше, поэтому он является невырожденным и вполне подчиняется обычным законам газового состояния. Белые карлики состоят из полностью вырожденного газа. Только снаружи у них имеется тонкая оболочка из «обычного» газа. Именно поэтому структура белых карликов не зависит от их светимости, как это имеет место у обычных звезд. Белый карлик может оставаться самим собой даже при абсолютном нуле, поскольку его светимость не зависит от массы. Но одной зависимости карлики подчиняются строго: размеры белых карликов с одинаковой массой также должны быть одинаковы. Для других звезд такая зависимость отнюдь не обязательна. Там все определяет температура. Далее, чем больше масса белого карлика, тем меньше его радиус. Значит, при какой-то предельной массе карлик вообще может сжаться в точку? Согласно теоретическим исследованиям, в природе не может быть белых карликов с массой более чем 2,2 массы Солнца. Кстати, если все же массу белого карлика сильно увеличивать, то избыточных электронов в вырожденном газе становится все больше и больше. Чтобы не мешать друг другу при движении по одним и тем же дорожкам, они должны все больше и больше наращивать свои скорости, пока они не станут приближаться к скорости света. Но при этом вещество меняет свое качество. Новое его состояние называется «релятивистским вырождением». Оно описывается уже другим уравнением, в котором зависимость давления от плотности менее сильная (как степень 4/3). При строго определенной массе звезды давление вырожденного газа звезды будет точно уравновешиваться силой гравитации, и звезда застабилизируется. Если масса звезды больше этого значения, то сила гравитации превысит давление газа и белый карлик вынужден будет сжаться «в точку». Если масса звезды меньше критической, то она расширится и ее размеры установятся в тех пределах, когда звезда стабилизируется, то есть сила гравитации в точности стабилизируется давлением газа. Остается неясным, как это звезда может сжаться «в точку». Этот вопрос очень непростой, но в то же время захва-тывающе интересный. Скажем сразу, что превратиться в точку звезда не может. Чрезмерное ее сжатие приведет к преобразованию ее в «черную дыру».
Большой Пёс. Широкоугольная карта 
