![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Астрономия, Авиация, Космонавтика
Астрономия
Главный персонаж Вселенной |
Главный персонаж Вселенной. Практически все, что мы видим в космосе,- это звезды, более или мение похожие на Солнце. Разумеется, существует вещество и вне звезд: планеты, их спутники, кометы и астероиды, межзвездные газ и пыль. Но все это- незначительно по отношению к гигантским звездам, объединенным в агрегаты различного масштаба: от галактик до их скоплений. Но появляется аргументы, что во вселенной присутствуют небарионные вещества, состоящие из протонов и нейтронов, а из частиц неясной пока природы; его взаимодействие с обычным веществом происходит только через силу гравитации. Более 10 млрд. лет назад, когда происходило расширение вселенной, наш мир был заполнен очень горячем однородным веществом и излучением, причем по плотности энергии излучение превосходило вещество. Но еще многие сотни миллионов лет после того, как вещество стало основным компонентом вселенной оно оставалось практически однородным; лишь звуковые волны, бегущие в разных направлениях, слабо возмущали его плотность. Но до сих пор астрономы не знают точно, как произошло деление почти однородного вещества на звезды. Принципиальных трудностей в понимании этого процесса нет. Распространение звуковых волн создает в космическом веществе перепады плотности. В космических масштабах, в некоторых областях повышенной плотности газа его давление не способно противостоять его же собственному тяготению, то случайно возникшее уплотнение продолжает сжиматься. По-видимому, именно такой процесс гравитационной неустойчивости породил звезды и звездные системы, власть в которых захватила гравитация. Итак, в мире звезд царствует гравитация. Остальные физические взаимодействия: магнитные, ядерные практически никакой роли в жизни звезд и в эволюции звездных систем не играют. Сила гравитации чрезмерно простым законом, изложенным И. Ньютоном в 1687г. и описывающим взаимодействие двух материальных точек. Он применил их к большим телам, т. к. каждое из них можно представить, как совокупность точек. Закон всемирного тяготения ньютона гласит: две точки притягиваются друг к другу силой прямопропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояний между ними. Закон гравитации прост для математики, но физик и астроном помнят, что реальные тела не точки, а протяженные объекты. Значит, производя расчеты, придется иметь дело с интегрированием, т. е. вычислением суммы сил, действующих на пробное тело со стороны всех частей какой-либо звезды или планеты. В наше время такую задачу нельзя назвать сложной: компьютер решит ее за секунды. Но во время Ньютона многократное суммирование было чрезвычайно трудоемкой операцией, которую приходилось выполнять пером на бумаге. Ньютон продвинулся далеко в своих исследованиях благодаря двум теоремам, которые он создал. Теорема 1. Сферическое тело постоянной плотности притягивает находящуюся снаружи материальную точку так, как будто вся масса тела сосредоточена в его центре. Эта теорема дала возможность небесным механикам, вычисляющим движение звезд, планет и космических аппаратов, свести большинство задач о взаимодействии космических тел к задаче о притяжении двух точек.
Счастье в том, что большинство небесных тел можно уподобить последовательности вложенных друг в друга сфер постоянной плотности. Например, у почти шарообразной земли плотность растет к центру; разбив ее на бесконечное количество сферических слоев, мы убеждаемся, что каждый из них притягивает внешнюю точки так, будто вся его масса сосредоточена в центре, поэтому суммирования сил не требуется: с высокой степенью точности Земля притягивает внешние тела как точка. Теорема 2. Если материальную точку поместить внутри однородной среды (причем в любом месте, а не только в центре), то она не ощутит притяжения этой сферы, поскольку силы, действующие на нее со стороны всех элементарных частей сферы, в точности уравновесятся. Эта теорема помогла тем специалистам, которые изучают недра небесных тел: стало возможным решать задачи, мысленно поместив наблюдателя внутрь планеты и не заботясь о тех слоях вещества, которые находятся снаружи от него, поскольку их суммарное притяжение равно нулю. Ньютон решил и задачу о том, как движутся две материальные точки, например планета и ее спутник, взаимно притягивающие друг друга по закону гравитации: они обращаются по эллиптической орбите вокруг общего центра масс, лежащего в фокусах эллипсов. Если сила взаимодействия изменяется обратно квадрату расстояния, то спутник действительно должен двигаться по эллипсу. Но теория Ньютона не только объяснила уже известные закономерности- она открыла и перспективу: эллипс оказался лишь частным случаем траектории; в зависимости от начальной скорости спутника ею могло быть любое коническое сечение- окружность, парабола, гипербола или, в предельном случае, прямая. Любопытно, что закон тяготения в формулировки Ньютона справедлив только в нашем, трехмерном пространстве. Если бы мы жили в геометрическом пространстве большего или меньшего числа измерений, закон притяжения имел бы иную форму. Например в четырехмерном пространстве сила была бы обратно пропорциональна кубу расстояния. Но зачем издеваться над простым и изящным законом Ньютона, дающим зависимость 1/R2? Дело в том, что, обращаясь к реальным небесным объектам, мы замечаем их отличие от идеальных сфер. Форма Земли и Солнца лишь в первом приближении похожа на сферу. Известно, что Земля по причине вращения сплюснута вдоль полярной оси: расстояние между ее северным и южным полюсами на 43 км меньше, чем между противолежащими точками экватора. Из-за этого, к сожалению, теория Ньютона в точности не выполняется, и Земля притягивает к себе не как помещенная в ее центре массивная точка- а по более сложному закону. Нарушается простота ньютоновского закона, а значит, нарушается и простота взаимного движения тел. При этом их орбиты получаются не замкнутыми и гораздо более сложными, чем эллиптические. Действительно, наблюдая за планетами, астрономы обнаружили, что все они движутся не точно по эллипсам, а скорее по «розеткам». Разумеется, это никого не удивило, поскольку, начиная с Ньютона, все ясно понимали, что простой эллипс, как и сама задача о двух точках, лишь первое приближение к реальности. Учитывая взаимное притяжение планет, обращающихся вокруг Солнца, удалось почти полностью объяснить форму их орбит.
Траектории спутников, близких к своим планетам, в основном искажаются из-за несферичности планет, а на движение далеких спутников (в их числе- Луна) решающее влияние оказывает Солнце. Но тщательное наблюдения не стыковались с теорией Ньютона. Не все получало физического объяснения. Например, ближайшая к Солнцу планета Меркурий движется по довольно вытянутой эллиптической орбите, поворот оси которой легко заметить. Обычно этот поворот выражает как скорость углового перемещения перигелия- ближайшей к Солнцу точки орбиты. Наблюдения показывают, что перигелий Меркурия поворачивается на 574`` за столетие в сторону движения самой планеты. Было доказано, что поворот на 531`` за 100 лет вызван влияния других планет- в основном Венеры, Юпитера и Земли. Это 93% от наблюдаемого эффекта; казалось бы, можно радоваться. Но оставшиеся 43`` в столетие не давали астрономам покоя: сказывалась профессиональная гордость за пресловутую астрономическую точность. Обнаружив неувязку в движении Меркурия, Леверье решил, что ему вторично улыбнулась удача, как в случае с Нептуном. Он вычислил параметры неизвестной планеты, которая могла бы находиться внутри орбиты Меркурия и дополнительно возмущать его движение. Ее долго искали, но не нашли. Поэтому возник парадокс: ньютоновская физика объясняет движение всех тел Солнечной системы, кроме Меркурия. К счастью пришел на помощь Энштейн и объяснил, что теория Ньютона- это лишь первое приближение к описанию природы. Вместо мелких поправок к ньютоновской теории тяготения Энштейн внес в физику нечто совершенно новое- общую теорию относительности (ОТО). Правда ее математическая форма не так проста, как у ньютоновской теории, зато она правильно описывает притяжение и движение тел. Когда на основе ОТО было рассчитано движение Меркурия, теория сошлась с наблюдениями в пределах такой точности, какую только могут дать современные астрономы. Даже значительно меньший эффект- поворот эллиптической орбиты Земли всего на 4`` в столетие- весьма точно объясняется в рамках ОТО. Но спустя время в замечательном согласии энштейновской физики с астрономическими наблюдениями был также усмотрен парадокс. Суть его в том, что все расчеты, как по Ньютону так и по Энштейну, проводились для сферического солнца, будто вся его масса сосредоточена в центре. Но Солнце вращается, значит сферическим оно быть не может. В телескоп мы наблюдаем вращение его поверхности с периодом 25.4 сут. Если с таким же периодом вращаются и недра Солнца, то фигура его должна быть сплюснутой. Если же внутренность Солнца вращается иначе, то и сплюснутость будет иная. Требовалось точно знать, какова форма Солнца и как именно оно вращается. Теория Энштейна утверждает, что в силе притяжения объекта сказывается не только отличие его формы от идеального шара, но характер вращения: даже тяготение идеального шара будет разным в зависимости от того, неподвижен он или вращается. Гравитационное вращающегося тела в рамках ОТО имеет вихревой компонент: тело не только притягивает объекты, но и раскручивает их вокруг себя. Правда, измерения других исследователей не подтвердили сильную сплюснутость Солнца.
Ситуация не упрощалась от того, что они время от времени переплетались. С профессиональной стороны был быстрый ответ со стороны Британии. Питер Двайер, весьма способный глава резидентуры Ми6 в Вашингтоне, который занимался и вопросами Ми5, сразу улетел в Оттаву, как только стало известно о бегстве Гузенко. Он составил вместе с Уильямом Стивенсоном мощный дуэт советников по разбору ситуации. Для главных персонажей дела из Лондона сразу же пришли два британских псевдонима. Гузенко с этого времени должен был именоваться только как "Корби", а Мэй "Примроуз" (соответственно "Ворон" и "Примула"; для удобства мы будем далее использовать русский вариант - примеч. перев.). Теперь задача состояла в том, как обмануть "Примулу". Давайте начнем с реакции Кима Филби, кремлевского туза в области шпионажа на Западе, который в это время занимал ключевую позицию главы 9-го - русского - отдела Ми6. Он получил два первых сообщения Двайера о Гузенко через обычные каналы 9 и 10 сентября. Следует подчеркнуть, что в этот острый момент Филби и не знал, что его собственное положение оказалось под серьезной угрозой со стороны другого, совсем не связанного с этим, потенциального советского перебежчика
1. Вселенная, которую я выбираю (Модель Вселенной Лео Шарка)
3. Модель большого взрыва и расширяющейся Вселенной
5. Строение и эволюция Вселенной
9. Стационарная модель Вселенной
10. Одиноки ли мы во Вселенной?
11. Концепции иерархической Вселенной по Лапласу
13. Происхождение Вселенной. Большой взрыв
14. Корни персонажей Д.Р.Р.Толкиена
15. Образ главного героя в трагедии В. Шекспира "Гамлет"
16. Татьяна - главная героиня романа Евгений Онегин
17. Просвещение, наука, педагогика в понимании персонажей комедии "Горе от ума"
18. Глобальная история Вселенной от океана «чистой» энергии до Третьей Мировой Ядерной войны
20. Главные духовные болезни современного общества
21. Электропривод и автоматизация главного привода специального вальцетокарного станка модели IK 825 Ф2
25. Производительность труда - главнейшее условие развития экономической системы
26. История главной улицы Владивостока
29. Главные типы великорусского деревянного храма
30. Основные темы, персонажи и образы мифологии
31. Главные члены двусоставного предложения. Способы выражения подлежащего и сказуемого
32. Алеша Пешков — главный герой повести «Детство»
33. Тарас Бульба - главный герой повести Н.В. Гоголя
34. Честь и долг — главное для семьи капитана Миронова
35. "Главная роль, конечно, - роль Чацкого…"
36. Н.В.Тимофеев-Ресовский - главный герой повести "Зубр"
37. Базаров - главный герой романа "Отцы и дети"
41. Хлестаков - главный герой комедии "Ревизор"
42. Н.С. Лесков. Очарованный странник. Главный герой. Былинные мотивы в повести
43. Развитие личности главного героя в романе А.С. Пушкина Евгений Онегин
44. Роль эпизодических персонажей в одном из произведений русской литературы XIX века
45. Второстепенные персонажи в драме «Гроза»
46. Постоянная Хаббла и эволюция стационарной вселенной
47. Новая модель эволюции вселенной
48. Единый алгоритм эволюции вселенной
49. Дискретно-темпоральная модель вселенной
50. Вечный круговорот материи во вселенной
53. Астрономия - наука о вселенной
59. Основы теории вихревой гравитации и строения вселенной
60. Вечная Вселенная
62. Проблема эволюции Вселенной
64. Строение вселенной, эволюция вселенной
65. Космологические модели вселенной
66. Как вселенная связана с электроном
69. Самоорганизующаяся Вселенная
73. Главнейшие периоды в истории русской педагогии и их характер
74. Роль и компетенция главных и вспомогательных органов ООН в международной защите прав человека
75. Трагедии Шекспира и уровни его персонажей
76. Главный вектор
77. Главные принципы создания успешного рекламного дизайна
80. Математическая модель метода главных компонент
81. Техническое обслуживание и ремонт главной передачи
82. Делез и Ницше: персонаж философа
83. Главные вехи жизни и творчества В.С. Соловьева. Его основные идеи
84. Вселенная глазами мыслителей Возрождения
85. Объекты вселенной и процессы их взаимодействия
89. Главные члены и минимальная структурная схема
90. Вселенная
92. Расширение вселенной и красное смещение
93. Современная модель эволюции Вселенной
95. Проблемные вопросы вселенной
96. Бесконечные воды вселенной
97. Главная любовь Маяковского