Тема лекции: Строение Вселенной (Равноденствие 2000)20.09.2002 18:00 | А. В. Засов/ГАИШ, Москва
Тема лекции: Строение Вселенной
Посмотрите вокруг. Теперь внимательнее. Видите? Окружающий мир очень разнообразен. Сейчас мы в этом убедимся. Знаете ли вы, где вы живете? Впрочем, сейчас не отвечайте. Это вопрос экзаменационного билета. Хотя обычно студент начинает понимать, что лучше этого не знать. Но идею подскажу. Мы живем в мире, понять который до конца невозможно, а чтобы понять хоть капельку, требуются астрономы.
Посмотрите на небо. Самые близкие к нам тела - это планеты. В этом легко убедиться, поглядев на них не прерываясь, недели две. Увидите сами - они непременно сдвинутся с места.
Мир планет очень разнообразен. Самая нетипичная планета - Земля. Мир Земли очень разнообразен. Это уникальная планета. Единственная планета, на которой растут грибы. Только на Земле сделаны все великие изобретения - огонь, колесо, письменность и система с красивым названием - рефераты по интернету. Это связано с тем, что по чистой случайности среднее расстояние от Земли до Солнца оказалось равным 1 ае. Чуть больше или чуть меньше - и как минимум одно изобретение уже бы не понадобилось. Земля ближе всего к Солнцу зимой, дальше всего - летом. В этом каждый может легко убедиться, прочтя соответствующий параграф в учебнике Кононовича. Внутреннее строение Земли довольно неприглядно - см. типографский рисунок в учебнике. Но знать его надо. Кто-нибудь из вас видел строение яйца? Вот так и Земля - скорлупа- это кора, белок- мантия, желток - ядро.
Чтобы лучше прояснить природу Земли, сделаем ряд мысленных экспериментов. Если Землю растянуть равномерно по орбите, то расстояние от ГАИШа до физфака окажется около 1000 км. Если земной шар сплюснуть до толщины 1 микрон, она будет работать как солнечный парус и легко доставит всех оставшихся в живых к ближайшим звездам. Если Землю вывернуть наизнанку, то верх будет горячий и тяжелый, а центр холодный и легкий. В таком еще не открытом астрофизиками объекте будут идти очень любопытные нестационарные процессы, интересные для теоретиков. Если Землю разрубить пополам по оси и одну половинку оставить на орбите, а другую уничтожить, то будут решены масса политических проблем. И наконец, Если Землю уронить на Солнце, то за счет ее кинетической энергии жизнь нашего дневного светила продлится на полчаса. Вот она какая, наша планета, Берегите ее природу.
Другие планеты скучны и не интересны - либо голый камень, либо холодный газ, где и смотреть-то нечего. Сплошной перенос излучения в мутной среде. Но понять это изо всех шести курсов может только четвертый. А сдать на экзамене только третий. Исключение из планет - Юпитер, который почти что звезда. Если бы он своим гравитационным полем не направлял непрерывно к Земле метеориты и астероиды, мы до сих пор воевали бы с невымершими динозаврами. Юпитер быстро вращается. Вам должно быть приятно сознавать, что академическая пара там продолжалась бы всего полчаса. Строение его любопытно. Видел ли кто-нибудь строение яйца? Так вот, белок это атмосфера, желток - горячее ядро, а облачный слой - вроде скорлупы.
Больше Юпитера только Солнце. Это громадный газовый шар, прикидывающийся карликом. Солнце знакомо каждому, кто бывает на южных курортах. В Москве оно появляется только по большим праздникам. Спросите любого сотрудника отдела физики Солнца, и вам будет понятно, почему они говорят, что ходят на работу как на праздник.
Мир солнечных образований очень разнообразен. Многое в нем непонятно, но многое известно и ребенку. С астрономическим образованием. Самые понятные детали на Солнце - пятна. Существует целых восемь гипотез, объясняющих их природу, из которых по крайней мере четыре - верные. Самые непонятные - это солнечные вспышки. Есть всего одна гипотеза об из природе, ее подтверждают все наблюдения, но но она связывает природу вспышек с солнечными пятнами. Стоение Солнца удивительно. Кто-нибудь видел строение яйца? Так вот, скорлупа это фотосфера, желток - термоядерное ядро, а белок - просто так, для переноса тепла, чтоб скорлупа с ядром не соприкасалась. Модель Солнца нетрудно сделать самому. Приготовьте шар из любого абсолютно черного тела, которое окажется под рукой, и медленно нагрейте его до 6 тыс градусов. Украсьте модель затейливой короной с корональными дырами, аккуратно упакуйте и подарите ее другу на день рождения, пока она не остыла.
Переходим к звездам. Мир звезд очень разнообразен. Звезды отличаются друг от друга цветом и координатами. Все они очень далеки. Если к ближайшей звезде отправиться на автомобиле Москвич, то за бензин и текущий ремонт придется заплатить столько рублей, что если эти купюры разложить цепочкой по одной на километр, она дотянется до той же звезды.
Другая важная характеристика звезды - ее возраст. Несложно запомнить, что звезды бывают молодыми и старыми, хотя большинство по причинам неразвитости науки - неопределенного возраста. Старые звезды - это по определению такие, которые имеют солидный возраст. Любопытно, что сверхстарые звезды не встречаются, но есть сверхновые. Но они тоже бывают как молодые, но успевшие состариться, так и старые, но уже забывшие свою молодость, но они никогда не бывают новыми. Новые - , это всегда старые звезды, хотя им еще долго жить, не то что старым сверхновым. Есть, правда, так называемые старые новые, не путайте их с молодыми сверхновыми, они тоже не молодые, хотя и не старее просто новых. Известны еще антиновые, но их так называют совсем не потому что они совсем не новые, а потому что просто-напросто анти вспыхивают, а так - это тоже старые звезды (не путайте их со старыми новыми).
Все новые двойные, поэтому вспыхивает не звезда, а ее маленький спутник, который еще долго будет светить, - в отличие от сверхновых, которые наоборот до вспышки вообще не видны, а после - перестают светить навсегда, но медленно. Самые массивные звезды называют сверхгигантами, а после смерти - черными дырами, а самые маломассивные звезды почти не светят, ни на что не претендуют, и ни во что не превращаются, но зато составляют молчаливое большинство и благодаря этому долго живут.
Посмотрите как-нибудь после последней пары внимательно на небо, и вы увидите, что все звезды собраны в одну кучу, называемую Галактикой. В этой куче выделяется диск, вы его сразу узнаете, он похож на молоко. Каждый может легко убедиться сам, заглянув в учебник, что диск вращается как колесо телеги, но без скрипа и дифференциально, так что внутренние области непрерывно догоняют и перегоняют внешние. От этой мешанины возникают спиральные ветви, которые в простонародье часто называют откликом бесстолкновительного диска на возмущение гравитационного потенциала. Галактика устроена очень просто. Кто-нибудь помнит, как устрено яйцо? Так вот, желток - это балдж, белок - скрытая масса, а скорлупа - внешняя граница. Но она не видна. Еще в галактиках есть ядра с большими черными дырами посредине. Сквозь них просвечивает рентгеновское излучение.
Задание на дом: приготовьте модель галактики в уменьшенном масштабе. Звезды замените материальными точками,и черную дыру сделайте из подручных материалов. Теперь все это закрутите . Полюбуйтесь, как побегут спирали и начнут вспыхивать сверхновые.
Теперь - далекие галактики. Мир галактик очень разнообразен. Галактики глазом не видны и в основном наблюдаются через интернет. Самые загадочные - это галактики без ядра, без спиральных ветвей и без звезд. Они пока не открыты. Галактики заполняют всю вселенную. Вселенная бесконечна, Если вам трудно представить бесконечность, представьте сначала хотя бы ее половину. Если и это трудно, не отчаивайтесь. В астрономии изучать вселенную - дурной тон, изучают ее модели. Мир моделей вселенной очень разнообразен. Они состоят преимущественно из вакуума, в редких дырках которого находятся галактики. Оказалось, что вселенная очень красива изнутри. Кто-нибудь еще помнит, как устроено яйцо? Так вот, желток - это хорошо изученная часть вселенной, белок -плохо изученная, скорлупа - горизонт событий, ограничивающий наше проникновение вглубь, то есть наружу.
Задание: начните потихоньку с 1 курса готовить модель бесконечной вселенной. если не хватит жизни, перейдите к конечным моделям, Никто этого не заметит. Как говорил Эйнштейн, я знаю только две бесконечности. Это человеческая глупость и Вселенная. Впрочем, в последнем я не совсем уверен. Конец цитаты.
|
А.В.Засов, |
|
Публикации с ключевыми словами:
Равноденствие - научный фольклор
Публикации со словами: Равноденствие - научный фольклор | |
См. также:
Все публикации на ту же тему >> | |
