args[0]=message
args[1]=DB::DB::Message=HASH(0x3817360)
"Волшебные" принципы астрономии
7.08.2007 11:40 | А. Н. Чураев

Астрономия это весьма интересная наука. Но еще интереснее ее делают некоторые "волшебные" и при этом тайные принципы, которые используются в некоторых теориях. Например, "принцип однородности состава объектов". Что это еще за принцип такой? Ну это такой принцип согласно которому состав поверхности звезды такой же как и состав ее глубин, состав верхнив слоеватмосферы планет-гигантов такой же как и состав нижних слоев атмосферы. Почему этот принцип тайный и "волшебный"? Тайный он потому что о немникто не говорит, а "волшебный" он потому что вообще-то противоречит законам физики. Известно, что давление газаэкспоненциально уменьшается с высотой, причем масса молекул газа она в экспоненте стоит. Другими словамичем больше масса молекул газа тем быстрее падаетплотность этого газа с высотой.И соответственно выше всех заберется самый легкий газ (газ с самой маленькой массы молекулы). Правда газ может забраться слишком далеко и просто напросто улететь с планеты - все зависит от мощности гравитационного поля (а также от температуры, наличия или отсутствия мощного солнечного ветра).

Итак что мы имеем? Верхние слои атмосферы Юпитера состоят из водорода. Если воспользоваться "принципом однородности состава объектов", то тогда мы получим, что весь Юпитер состоит из водорода и имеет кристаллическое ядро, и вообще является не планетой а газовым гигантом ("волшебный принцип" попрождает не менее "волшебные" объекты). А если не использовать этот принцип, то что нам тот факт, что верхние слои атмосферы Юпитера состоят из водорода? Ну собственно только то, что мощности гравитационного поля Юпитера достаточно чтобы удержать водород, а в более глубоких слоях Юпитер "содержит" более тяжелые газы... ну итвердая поверхность у него тоже судя по всему есть. Почему есть?Ну что происходит с метеоритами,астероидами, кометами,которые регулярно падают на Юпитер? Они сгорают (точнее испаряются). Ну а дальше? А дальше испарившее вещество остывает, конденсируется, кристаллизуется и падает вниз. Куда падает? На поверхность! Даже если ее когда-то не было, то поверхность создали останки метеоритов и астероидов.

• >> "Волшебные" принципы астрономии   (А. Н. Чураев, 7.08.2007 11:40, 2.2 КБайт, ответов: 36)

  Астрономия это весьма интересная наука. Но еще интереснее ее делают некоторые "волшебные" и при этом тайные принципы, которые используются в некоторых теориях. Например, "принцип однородности состава объектов". Что это еще за принцип такой? Ну это такой принцип согласно которому состав поверхности звезды такой же как и состав ее глубин, состав верхнив слоеватмосферы планет-гигантов такой же как и состав нижних слоев атмосферы. Почему этот принцип тайный и "волшебный"? Тайный он потому что о немникто не говорит, а "волшебный" он потому что вообще-то противоречит законам физики. Известно, что давление газаэкспоненциально уменьшается с высотой, причем масса молекул газа она в экспоненте стоит. Другими словамичем больше масса молекул газа тем быстрее падаетплотность этого газа с высотой.И соответственно выше всех заберется самый легкий газ (газ с самой маленькой массы молекулы). Правда газ может забраться слишком далеко и просто напросто улететь с планеты - все зависит от мощности гравитационного поля (а также от температуры, наличия или отсутствия мощного солнечного ветра).

  Итак что мы имеем? Верхние слои атмосферы Юпитера состоят из водорода. Если воспользоваться "принципом однородности состава объектов", то тогда мы получим, что весь Юпитер состоит из водорода и имеет кристаллическое ядро, и вообще является не планетой а газовым гигантом ("волшебный принцип" попрождает не менее "волшебные" объекты). А если не использовать этот принцип, то что нам тот факт, что верхние слои атмосферы Юпитера состоят из водорода? Ну собственно только то, что мощности гравитационного поля Юпитера достаточно чтобы удержать водород, а в более глубоких слоях Юпитер "содержит" более тяжелые газы... ну итвердая поверхность у него тоже судя по всему есть. Почему есть?Ну что происходит с метеоритами,астероидами, кометами,которые регулярно падают на Юпитер? Они сгорают (точнее испаряются). Ну а дальше? А дальше испарившее вещество остывает, конденсируется, кристаллизуется и падает вниз. Куда падает? На поверхность! Даже если ее когда-то не было, то поверхность создали останки метеоритов и астероидов.

• Re: "Волшебные" принципы астрономии   (Дмитрий Доценко, 7.08.2007 13:29, 932 Байт, ответов: 4) Если не сложно, уточните, где вы заметили неправомерное использование этого принципа. Конечно, его бездумное применение было бы ошибочным. Но есть ситуации, когда он применим. Вот два примера.
  
  1. Если звезда полностью конвективная (на линии Хаяши или вблизи нее), то конвекция обеспечивает однородный по вертикали состав. Она также может работать в планетах-гигантах, так как они внутри горячее, чем снаружи (но я не знаю, работает ли конвекция, т.е. выполняется ли критерий Шварцшильда - это нужно проверить по литературе).
  
  2. Если время химической сегрегации больше времени существования объекта, то тяжелые элементы еще не успели "потонуть" (ну, по закону Архимеда), и объект однороден по вертикали (имеет тот же профиль, что и во время его образования). Это относится как минимум к горячему межгалактическому газу в скоплениях галактик и к "газу" звезд в эллиптических галактиках.
  
• Re[2]: "Волшебные" принципы астрономии   (А. Н. Чураев, 7.08.2007 21:46, 1.9 КБайт, ответов: 3) Я говорю о применении этого принципа к звездам (всем!) и к планетам-гигантам. И выше я писал о том, что этот принцип используется для определения состава Солнца и атмосферы Юпитера. Что касается однородности межзвездного и межгалактического газа, то я ничего против этого не имею. Собственно их однородность обоснована и нет нужды в использовании "волшебного" то есть необоснованного принципа однородности. Что касается влияния конвекции на однородность объектов (однородность звезд и атмосфер планет) то конвекция может снизить неоднородность, но не может сделать объект однородным. Особенно это касается тех объектов которые состоят из элементов сильно отличающихся по массе. Ионы железа из центральных областей солнца практически не имеют шансов выбраться на поверхность поскольку слишком большой путь им нужно проделать (радиус солнца ведь составляет более полумиллиона километров) а их масса во много раз превосходит массу ионов гелия и тем более водорода. К тому же согласно доминирующей теории глубинные слои солнца не подвержены конвекции (правда что там подвержено ей, а что неизвестно - это только предположение). Кстати говоря масса ионов гелия в 4 раза превосходит массу ионов водорода, но тем не менее на поверхности солнца немало гелия. О чем это говорит? А о том, что гелия в солнце больше чем водорода, и намного больше. Но ладно, бог с ним с солнцем, давайте вспомним что пишут про состав звезд-гигантов. Вот к ним в полной мере применяют вышеописанный "волшебный" принцип. И никого не смущает тот факт, что если в такую звезду бодбросить шар свинца размером с солнце, то на поверхности звезды гиганта ничего не изменится. Вообще ничего! Шансы ионов свинца преодолеть сотни миллионов километров в гравитационном поле звезды, соперничая с ионами углерода, практически тождественны нулю. На поверхности звезды как их не было так и не будет. Намек понятен?
• Re[3]: "Волшебные" принципы астрономии   (М. Ю. Якимов, 8.08.2007 0:52, 743 Байт, ответов: 2) Господин Чураев! По-моему, Вы критикуете воззрения середины позапрошлого века. Наука ведь ушла далеко вперед, и не стоит с элементарными соображениями на уровне шестого класса средней школы пытаться что-то там опровергнуть. А с кем Вы, собственно, полемизируете? Где и как применяются те самые "принципы", о которых Вы тут говорите?На этом сайте много статей, почитайте их, и увидите, быть может, что современная наука основана не на каких-то там "принципах", которые не более чем способ рассуждения, а на глубоком знании явлений природы, которые накапливаются и обобщаются уже более 300 лет! Словом, господин Чураев, учиться, учиться и еще раз учиться. Может тогда у Вас пропадет желание чинить микроскопы топором.
• Re[4]: "Волшебные" принципы астрономии   (А. Н. Чураев, 8.08.2007 10:34, 671 Байт, ответов: 1) Господин Якимов! Свою позицию я аргументировал. Вы же ничего не сказали, кроме общих слов о том, что "современная наука основана не на каких-то там "принципах", которые не более чем способ рассуждения, а на глубоком знании явлений природы, которые накапливаются и обобщаются уже более 300 лет". А фразы вроде "да вы ... не знаете, вам надо учиться и учиться, и о чем вообще с вами можно разговаривать" это тем более не аргумент. Если вам религия не позволяет обсуждать существующие теории, то не обсуждайте их, но не мешайте другим это делать. Кстати, глубоко религиозные люди не могут заниматься наукой.
• Re[5]: "Волшебные" принципы астрономии   (Дмитрий Доценко, 8.08.2007 12:25, 1.9 КБайт) Господин Чураев! Вы ошибаетесь -- при современных методах исследования в приведенных вами примерах однородность не предполагается. Я допускаю, что для простоты она предполагалась в вычислениях начала 20-го века. У меня в руках книга Мартина Шварцшильда "Строение и эволюция звезд" (английское издание вышло в конце 50-х годов!), так там даны в табличной форме несколько примеров внутреннего строения звезд. Химический состав тоже затабулирован и переменен по вертикали.
  
  Знакомый занимается звездной эволюцией с помощью кода, которому 20-30 лет (конечно, он за это время менялся и улучшался). Код, естественно, отслеживает химический состав (иначе невозможно рассчитать скорость ядерных реакций в центральной части звезды) и конвекцию.
  
  Как литературу, могу посоветовать почитать курс "введение в астрофизику" http://www.mpe-garching.mpg.de/~bender/imprs/imprs_intro.html -- см. третью лекцию. Это не единственный и не лучший на свете курс; но я знаю, что там есть информация, которой достаточно для того, чтобы ваши сомнения рассеялись.
  
  Кстати, конвекция намного быстрее химической сегрегации. Да, неоднородность на уровне 10^-5 может остатся, но вряд ли больше. Насчет "какой путь им надо проделать" - это не аргумент, у них на этот путь есть миллиард лет, так что хватит даже скорости в 10^-4 мм/сек, а конвективные скорости намного больше (единицы и десятки метров в секунду).
  
  Насчет планет я фактов привести не могу, потому как этой темой не занимался. Но думаю, что и там однородности не предполагают, например, на той же википедии это явно написано.
  
  Откровенно говоря, после написания этого текста я перестал понимать, откуда вы взяли этот принцип. Поэтому, если вам не сложно, не могли бы вы пояснить, какие конкретно теории имели в виду, когда писали "``волшебные`` и при этом тайные принципы, которые используются в некоторых теориях".
• Re: "Волшебные" принципы астрономии   (А. Н. Чураев, 8.08.2007 22:14, 901 Байт, ответов: 1) Господин Доценко! Спасибо за ссылку на компетентный (на ваш взгляд) источник. Теперь мне есть на что ссылаться. Я обнаружил, что там черным по белому написано: "Russel-Vogt-Teorem: For a star of given chemical composition and mass there exists only equilibrium configuration which solves the boundary problem of stellar structure." И сразу же за формулировкой теоремы следует замечание: "The theorem is based on the wrong assumption that the chemical composition of a star is homogenous". То есть написано ровно то о чем я и говорил, что состав звезды считается однородным! Дословно написано что "теорема основывается на ошибочном предположение о том, что химический состав звезды однороден". Я понимаю, что состав звезды очень сложно определить - ведь нельзя же взять пробы в самом деле. Но утверждать, что мы точно знаем состав звезд, что знаем как они эволюционируют - это перебор.
• Re[2]: "Волшебные" принципы астрономии   (Дмитрий Доценко, 9.08.2007 13:52, 651 Байт) Ну вы бы хотя бы на один шаг дальше пошли, а?
  
  Теорема Расселла-Вогта была выдвинута в 1920-х годах.
  
  В лекциях Бендера прямым текстом написано, что она в общем случае неверна.
  
  И это вы считаете доказательством того, что сейчас в астрономии используют тот принцип, о котором вы пишете???
  
  Вы бы еще за доказательство существования небулия взяли книжку, в которой опровергается его существование.
  
  А формула Больцмана и правда применима только для идеального газа и пренебрегает химическим потенциалом, давлением излучения, конвекцией и т.д.
• Re: "Волшебные" принципы астрономии   (А. Н. Чураев, 8.08.2007 22:31, 900 Байт) Господин Доценко! Спасибо за ссылку на компетентный (на ваш взгляд) источник. Теперь мне есть на что ссылаться. Я обнаружил, что там черным по белому написано: "Russel-Vogt-Teorem: For a star of given chemical composition and mass there exists only equilibrium configuration which solves the boundary problem of stellar structure." И сразу же за формулировкой теоремы следует замечание: "The theorem is based on the wrong assumption that the chemical composition of a star is homogenous". То есть написано ровно то о чем я и говорил, что состав звезды считается однородным! Дословно написано что "теорема основывается на ошибочном предположение о том, что химический состав звезды однороден". Я понимаю, что состав звезды очень сложно определить - ведь нельзя же взять пробы в самом деле. Но утверждать, что мы точно знаем состав звезд, что знаем как они эволюционируют - это перебор.
• Re: "Волшебные" принципы астрономии   (А. Н. Чураев, 8.08.2007 22:31, 900 Байт) Господин Доценко! Спасибо за ссылку на компетентный (на ваш взгляд) источник. Теперь мне есть на что ссылаться. Я обнаружил, что там черным по белому написано: "Russel-Vogt-Teorem: For a star of given chemical composition and mass there exists only equilibrium configuration which solves the boundary problem of stellar structure." И сразу же за формулировкой теоремы следует замечание: "The theorem is based on the wrong assumption that the chemical composition of a star is homogenous". То есть написано ровно то о чем я и говорил, что состав звезды считается однородным! Дословно написано что "теорема основывается на ошибочном предположение о том, что химический состав звезды однороден". Я понимаю, что состав звезды очень сложно определить - ведь нельзя же взять пробы в самом деле. Но утверждать, что мы точно знаем состав звезд, что знаем как они эволюционируют - это перебор.
• Re: "Волшебные" принципы астрономии   (А. Н. Чураев, 8.08.2007 23:05, 530 Байт, ответов: 5) Прошу извинить меня за флуд - это проблемы с сервером. В качестве альтернативы принципу однородности можно взять модель согласно которой звезда состоит из смеси одноатомных газов. Зависимость давления газа от высоты в однородном гравитационном поле широко известна - это экпонента с массой молекулы газа в степени экспоненты. Я понимаю, что плазма это не то же самое что газ, но такая модель заметно лучше чем однородность или почти однородность (это когда состав поверхности мало отличается от состава глубинных слоев).
• Re[2]: "Волшебные" принципы астрономии   (М. Ю. Якимов, 8.08.2007 23:27, 1.2 КБайт, ответов: 4)

  Нет, господин Чураев, Вы говорите не о том же. Вы берете формулу Больцмана, и считаете, что она применима для всего объема звезды (планеты), когда на самом деле она применима, да и то ограниченно, только для атмосферы (или в случае звезд, фотосферы), которая имеет толщину порядка 0,1-1% диаметра небесного тела. Так чем же Ваши рассуждения лучше, чем критикуемый вами "принцип однородности", о котором к тому же все уже давно забыли? Теперь что касается личных выпадов. Знаете, господин Чураев, общие слова - это не всегда плохо, а аргументы - не всегда хорошо. По поводу формулы Больцмана, которую Вы приняли так близко к сердцу, я уже сказал. Теперь о свинцовом шаре диаметром с Солнце. Сказав об этом, Вы расписались в том, что не знаете, что такое гидростатическое равновесие, нейтронизация и гравитационный коллапс. Ведь такой шар не может существовать - он немедленно коллапсирует с колоссальным взрывом. Будучи каким-то образом помещенным в центр звезды - любой, не обязательно гиганта - он немедленно вызовет ее взрыв. А вы без тени сомнения говорите, что его нельзя будет обнаружить. Так что, господин Чураев, учиться, и еще раз учиться. А потом можно будет и о частностях потолковать.

• Re[3]: "Волшебные" принципы астрономии   (А. Н. Чураев, 9.08.2007 20:06, 1.2 КБайт, ответов: 2) Про свинцовый шар диаметром с Солнце я пожалуй погорячился, поскольку обсуждать коллапс звезд я пока не собираюсь - это тема для отдельной дискуссии. А пока надо хотя бы состав Солнца выяснить. Что касается формулы Больцмана, то она конечно для идеального газа выведена, а не для плазмы. Но просто голословно заявлять, что плазма Солнца и прочих звезд однородна по химическому составу и почти независит от глубины - это вообще произвол! Плазма, которая находится на поверхности Солнца низкотемпературна и имеет низкую плотность и по своим свойствам не так уж сильно отличается от идеального одноатомного газа. В любом случае для того чтобы определить как влияет гравитация на состав плазмы необходимо произвести экперимент: В высокую камеру поместить плазму образованную элементами с существенно различными массами атомов. Изначально плазма будет однородна, но по прошествии определенного времени гравитация сделает ее менее однородной. А вот насколько это плазма будет неоднородна и как влияет на эту неоднородность плотность плазмы - это будет из опыта ясно. Вот на основе результатов этого эксперимента можно будет что- то говорить о составе звезд, а точнее говоря о составе верхних слоев Солнца.
• Re[4]: "Волшебные" принципы астрономии   (М. Ю. Якимов, 9.08.2007 20:47, 1.3 КБайт)

  Господин Чураев! Кончайте спорить, ведь предметадляспора на самом деле нет. На данном сайте, в разделе Физика космоса, выложены популярные статьи Звезды и Солнце, которые отражают современный уровень понимания процессов в звездах, и в том числе их внутреннего строения и состава. Посмотрите интереснейшую компилятивную книгу Насимовича "Звезды", выложенную на данном сайте в разделе Книги. И другие популярные и не очень книги о звездах, написанные известными специалистами, на сайте есть. Недавно вышла книга (ее, к сожалению, нет на сайте, есть только ее анонс) Засова и Постнова "Общая астрофизика" - там отражен современный уровень астрофизики на уровне, вполне доступном для человека с высшим техническим образованием. Вы увидите, что никакой однородности и не предполагается без достаточных на то оснований, а честно решаются уравнения, из которых, кстати, и формулу Больцмана можно вывести, но только в самом простом случае.И про плазму там написано, когда ее можно рассматривать, как идеальный газ, а когда нет. Кстати, в плазме эффективные массыионов будутсовсем другими - ведь основной компонентой плазмы является электронный газ, но хотя электроны и на несколько порядков легче ионов, ионы в электронном газе не тонут - действуют мощные электрические силы. Почитайте, если Вам это действительно интересно - узнаете много нового.

• Re[n]: "Волшебные" принципы астрономии   (Дмитрий Доценко, 10.08.2007 14:20, 2.1 КБайт) Уважаемый А.Н.! Позвольте задать вам пару вопросов на ваши цитаты.
  
  > Но просто голословно заявлять, что плазма Солнца и прочих звезд однородна по химическому составу и почти независит от глубины - это вообще произвол!
  
  Кто это заявляет? Замечу, что этот вопрос я задаю как минимум второй раз.
  
  > для того чтобы определить как влияет гравитация на состав плазмы необходимо произвести экперимент
  
  Думаю, для этого вам достаточно будет познакомится с теорией; эксперимент - вещь непростая. В любом случае, законы известны и достаточно численного эксперимента. Кстати, какую степень неоднородности вы ожидаете в камере высотой 10 м в плазме температурой 6000 К (как в фотосфере Солнце)?
  
  > все эти трактаты это филькина грамота!
  
  Обоснуйте, а? (то, что вы не понимаете физику звезд, за обоснование не считается)
  
  > Может дело в том что из-за низкой плотности звезды она не смогла удержать водород и гелий и эти легкие элементы просто улетели с поверхности звезды?
  
  Разве так сложно оценить, сколько улетит водорода с поверхности красного гиганта за его время жизни? Проделайте расчет и ответ станет очевиден.
  
  > Я так понимаю, что в этой безконвекционной внутренней части [Солнца] все-таки произойдет разделение плазмы по составу под воздействием гравитации?
  
  Обоснуйте, а? Предполагать - это здорово, но оцените время, за которое это разделение произойдет.
  
  По моим (грубым) оценкам скорости диффузии за миллиард лет гелий продиффундирует менее, чем на 1% радиуса Солнца.
  
  Жду ответов.
  
  Вы знаете, в школе ученики часто считают, что думать самим не нужно, потому что ответы на все вопросы учителя дают в готовом виде. В университете же обычно прививается противоположное мнение - если сам не подумаешь, то не поймешь. Именно из-за того, что мне ближе университет, я и задаю вам эти вопросы и надеюсь, что вы на них ответите. Хотя бы себе.
• Re[3]: "Волшебные" принципы астрономии   (Карим Хайдаров, 20.09.2008 8:37, 3.4 КБайт)

  К сожалению, не могу согласиться ни с позицией Чураева, ни с позицией моих оппо