Глава IV. Благодарение на това, което блестят звездите?
За доста дълъг период от време, хората да знаят, че Слънцето излъчва огромна енергия - слънчевата константа (зоната на излъчване на енергия на единица перпендикулярно на светлинния поток на Слънцето) се измерва чрез преки измервания калориметрия. Като се има предвид разстоянието от Земята до Слънцето може лесно да се изчисли общата мощност на излъчване. Но от това, което процес тази енергия се освобождава?
През 19-ти век, мотивирано така: Нека слънцето е съставена само от въглеродни и кислород в правилните пропорции, е известна масата на Слънцето, също известен радиация енергия и гориво калоричност, е да се изчисли максималната възможна продължителност на живота на осветителните тела. Получи се отговор
5000 г., което е добре в съответствие с библейските понятия, но учените не са подходящи. - Геолого вече в онези дни е било известно, че историята на планетата има поне няколко дори милиони, милиарди години. Освен това, геоложки данни говори за изключителна стабилност на слънчевата константа през този период.
20-ти век с новите си физика позволи астрономически множество пъзели, но това изисква познаването на множество от различни области - термодинамиката и статистическата физика, спектроскопия, квантовата механика, ядрена физика, специалната и общата теория на относителността.
По този начин, квантовата механика и статистическа физика (с помощта на статистическото разпределение на Планк) осигурява точен количествен отговор не само неразделна радиация мощност на единица площ на нагретия тяло (W = ST4 е закона на Stefan-Boltzmann практика), но също така определя спектралното разпределение (цвят) на радиация. Това, от своя страна, позволява да знаят яркостта и разстоянието до звездата, изчисли размера си, обикновено недостъпни за преки измервания.
Същите квантовата механика дава недвусмислени отговори (от спектроскопия) процентното съдържание на химичните елементи върху повърхността на звезди. Освен това, ние можем да направим недвусмислено заключение относно валидността на нашето познание за законите на природата, а не само на междузвездния, но и на междугалактически разстояния, тъй като всяка промяна в основните физични константи ще доведе до много рязка промяна на спектралните линии и честотата на всички химични елементи (и това Това не е просто смяна на спектъра!). Така че, в цялата видими законите вселената на взаимодействие на материята са точно така, както на Земята. (Освен това, има доказателства, че те са еднакви в цялата вселена изобщо).
Въпросът за източника на енергия на звездите решени, въпреки че не е лесно, след откриването на ядрената енергия. Установено е, че свързващата енергия на нуклон (протона или неутрона - частици, от които се състои от ядро) се увеличава от светлина тежки химични елементи, достигайки максимум на желязо, след това намалява до по-тежки. Това означава ядрени процеси ще идват с освобождаването на енергия, както в упадъка на много тежки елементи, както и в синтеза на светлина за тежък. Енергично благоприятни затихване процеси се използват успешно от човечеството за производство на електроенергия в ядрени централи. Въпреки това, реакцията на синтез, чрез която блясък и звезди, все още не е въвела в енергично благоприятен вариант само в експлозивна чудовищно оръжие, което някога е съществувало в света.
С реакции взе sisteza в звезди ситуацията не е лесно. По този начин, в взривни устройства, използвани не водород и тежки и свръхтежки неговите изотопи - деутерий и тритий (и литиеви), но в звездите е много малък и не може да осигури необходимия капацитет власт. Главна гориво - водород. Разбира се, с цел преодоляване на силите на електростатично отблъскване (чисто статистически средства) трябва да в звезди съществува огромна температура и налягане, която се постига при почти адиабатно сгъстяване на газ в звездно формиране (загуба радиация по време на формирането на незначителен, тъй като външните слоеве на газ Те са добър топлинен изолатор). Но тези условия за успешна термоядрени реакции не е достатъчно - трябва да се със силна (т.е. ядрено) взаимодействие на протони е извършена реакцията на слабото взаимодействие (на езика на физиката, това е, когато реакцията участват лептони) - гниене отговор с емисии на позитрони (положителна eoektrona ) или за улавяне на електрони. Тези реакции са изключително редки и вероятността от един-единствен изпълнение за определен протон често е на милиарди години. Има, обаче, други възможности - чрез много по-вероятно циклични процеси, включващи други химични елементи, като в резултат на siteza верига и бета-разпад реакции (слабо взаимодействие - протича процес с емисиите на един или повече лептони), получени от деутерий или тритий, което да участва в по-нататъшни реакции. Като пример, така наречената линия въглерод - въглеродна верига с участие, в който количеството на въглероден остава постоянна. Между другото, imeeno процеси такива схеми не позволява на много възможни нестабилност функционират звезди пречат незабавно експлозия или колапс. (За експлозията на звездите - така наречената "нова" и "Супернова" ще бъдат обсъдени по-късно).
В бележка под линия трябва да уточня по отношение на законите за опазване са абсолютно обичайно за професионалисти, но това е необходимо за правилното разбиране на нещата: например, ако един протон почивка и електрон, са изложени на по-голямо разстояние, в резултат на електромагнитното взаимодействие (привличането) са комбинирани в една цялостна система, общата сума енергията на такава система е по-малко, отколкото беше през свободното си състояние. излишната енергия се излъчва като фотоните на електромагнитна енергия - фотони. Същото се случва, когато спонтанно прехода на електрон от по-високо енергийно ниво, за да Borowski ниска. (Бор водород енергийни нива напълно и недвусмислено да определят местоположението на неговите спектрални линии.). Следователно, за да унищожи свързана система (разкъсване на електрони от протона, т.е. дейонизирана водороден атом), е необходимо да се изразходва енергия. Освен това, според резултатите от специална теория на относителността, този свързан система има по-малка маса, отколкото има членове, които са свободно състояние, ще бъде маса дефект следната стойност: D m = D E / с2. където D E - загуба на енергия, c2 - скоростта на светлината на квадрат.
В съществува случай на гравитационните възможности взаимодействие на директно излъчване излишък на енергия, следователно, не съществува възможност за формиране и свързаните с тях системи в случай на две тела. Ако ние се занимаваме със случая на много органи и най-вече газ (статистически ансамбъл), образуването на гравитационно обвързани системи е възможно, но с подходящо отопление (т.е. превишението на гравитационната енергия отива в интериора). Но за тази вътрешна енергия ще бъде загубен от радиация според закона за Стефан-Болцман, трябва да бъде достатъчна площ от радиация и значително количество време, което на практика не може да се реализира в случай на достатъчно големи маси от газ - по този начин се постига необходимите условия за започване на термоядрени процеси синтез, което означава, че образуването на звезди.
Остатъци, които не са в състояние да улови в формира звездна тялото (външни слоеве), но който е загубил топлинно излъчване значителна енергия, която се формира гравитационно обвързана система след известно време може да се концентрира в планетарната система (като например слънчева), или да се образува друга звезда, ако тегло над критичната точка (като че Юпитер е само три пъти по-тежък, той ще се превърне в звезда). Астрономите знаят голям брой двоични звездни системи, също така е най-близо до системата Слънце а-Кентавър.
За щастие, в днешно време хората имат възможност да тестват своите идеи по примера, на първо място на слънцето, за процесите, които протичат във вътрешността на звездите. Така че в слабите взаимодействия един от продуктите е много интересно частици - неутрино ( "neytralochka", както е наречена от Енрико Ферми). Това частиците, движещи се със скоростта на светлината, има много малка вероятност за взаимодействие с всеки обект (други елементарни частици) са толкова малки, че е почти прозрачен, не само земя, но също така и на слънце. Въпреки това, в специални неутрино обсерватории, въпреки че много рядко, но са фиксирани слънчеви неутрино, реакциите, които могат да бъдат много квалифициран, за да съдят vnutrisolnechnyh процеси.
Свързани статии