14. Темная материя и темная энергия

Во Вселенной имеется некая несветящаяся материя, проявляющая себя в гравитационном взаимодействии. Эта темная материя распределена неравномерно, но присутствует везде. По современным данным темная материя составляет около 23% массы Вселенной и практически не излучает фотоны ни в каком диапазоне электромагнитного спектра, за что и называется «темной». Природа «скрытой массы» пока неизвестна. Вероятно, темная материя состоит из неизвестных современной науке элементарных частиц.

В настоящее время астрономические наблюдения свидетельствуют о том, что сегодня (и в недалеком прошлом) Вселенная расширяется с ускорением: темп расширения растет со временем. В этом смысле и можно говорить об антигравитации. Для объяснения этого факта признается существование «темной энергии». Темная энергия — гораздо более странная субстанция, чем темная материя. Она не собирается в сгустки, а равномерно «разлита» во Вселенной. В галактиках и скоплениях галактик её столько же, сколько вне их. Самое необычное то, что темная энергия в определенном смысле испытывает антигравитацию (отрицательным давлением). Это резко отличает её от обычных форм материи.

15. Звезды.

По современным представлениям родившаяся после невероятно больших уплотнений и разогревания «расширяющаяся горячая» Вселенная состояла из разреженного водородного газа 70% и гелия 30%. В результате гравитационной неустойчивости в газе образовывались локальные сгущения — газовые облака, а из них протогалактики. Протогалактическое облако в процессе гравитационного сжатия также распадалось на фрагменты, давшие начало звездам первого поколения.

Наиболее вероятная схема звездообразования следующая: гравитационная конденсация (сжатие), приводящая к появлению протозвезд (глобул,планетарных туманностей, «звезд коконов» и др.) – термоядерные реакции, обусловливающие существование большинства наблюдаемых звезд – гравитационный коллапс, следствием которого являются нейтронные звезды, черные дыры – Сверхновые звезды.

Химический состав звезд по данным спектрального анализа в среднем такой: они состоят на 2/3 из водорода и на 1/3 из гелия, а все остальные химические элементы вместе взятые составляют не более 2%.По мере расходования водорода, масса ее меняется. Постепенно энергия

в центре звезды иссякает, давление падает. Поскольку гравитации оно не противостоит, ядро сжимается, и температура там опять возрастает, но реакции протекают теперь только на границе ядра внутри звезды. Звезда разбухает, растет и ее светимость. Она превращается в красный гигант с радиусом больше радиуса орбиты Марса. Когда температура сжимающегося гелиевого ядра (водород «выгорел») красного гиганта достигнет 100-150 млн. градусов, начинается синтез углерода и других элементов из гелия. Когда и эта реакция исчерпает себя, происходит сброс внешних слоев. Горячие внутренние слои звезды оказываются на поверхности, раздувая отделившуюся оболочку излучением в планетарную туманность. Через несколько десятков тысяч лет оболочка рассеивается, и остается небольшая очень горячая плотная звезда. Сжатие может остановиться на определённом этапе, а может перейти в стремительный гравитационный коллапс. В зависимости от массы звезды и вращательного момента возможны следующие конечные состояния:

- погасшая очень плотная звезда, состоящая в основном, в зависимости

от массы, из гелия, углерода, кислорода, неона, магния, кремния или железа;

- белый карлик;

- нейтронная звезда;

- чёрная дыра, в которой напряженность поля тяготения над ее поверхностью становится столь чудовищным, что пространство-время свертывается и звезда исчезает из Вселенной, оставив лишь искривленный участок пространства-времени.