50
Проблема изучения сосуществования этих свойств и их непрерывного взаимодействия внутри микрообъектов стоит перед наукой и возрастает по мере проникновения в недра элементарных частиц, изучения их структуры и взаимодействия со средой. Создание квантово – полевой теории существования материи было настоящей революцией в астрономии при изучении электромагнитных излучений всех частот от различных космических объектов. В результате сделаны первые шаги в нейтронной астрономии, обнаружены гравитационные волны от взрывающихся звезд.
Большие успехи достигнуты в изучении магнитных полей и плотности газа в межзвездной среде, которые стали возможны благодаря развитию ракетно-космической техники. Благодаря научно-технической революции в изучении теории существования материи в астрономии наступила новая эра. Астрономия, прежде всего, стала «волновой», что в огромной степени увеличило её возможности. Огромное значение имеют исследования взаимосвязи между звездами и межзвездной средой, включающие проблемы непрерывного образования звезд из концентрирующейся звездной среды.
Благодаря раскрытию двойственной корпускулярно-волновой природы материи стало возможным объяснение появления ударных волн в солнечном ветре при прохождении через магнитосферу Земли после вспышек на Солнце. Аналогичному воздействию подвергается солнечная система, при вращении вокруг галактического ядра (созвездие Стрельца). Галактический ветер корпускулярно-волновой природы формирует ударные волны при пересечении Солнцем секторной структуры межзвездного магнитного поля.
Тестовые задания к главе 3
1. Вселенная – это:
1) звездный мир, бесчисленное множество качественно различных форм вращающейся материи в пространстве с определенным временным интервалом;
2) окружающая нас природа, которая не находится в движении – стабильна и постоянна;
3) система, не имеющая никакого отношения к звездным мирам.
2. Звездная эволюция – это:
1) изменение во времени химического состава звезд;
2) изменение во времени только физических характеристик звезд;
3) изменение со временем физических характеристик и химического состава звезд
3. Звезда – это:
1) гигантский звездный шар, образовавшийся из газово-пылевой материи, (главным образом водорода и гелия) в результате гравитационной неустойчивости;
51
2)газовый шар, в ядре которого не происходят ядерные реакции протонпротонного, азотно-углеродного цикла;
3)газовый шар, в котором водород не выгорает в гелий.
52
Глава 4 СОЛНЦЕ, ЕГО РИТМЫ И ЦИКЛЫ
Отражена научная теория образования солнечной системы (О.Ю.Шмидта). Дается краткая характеристика физическо-химического состояния Солнца, ритмика его вращения и расскрываются причины цикличности солнечной активности.
4.1. Эволюция солнечной системы
Эволюция газово-пылевого облака Научное предположение о происхождении Земли и других небесных тел
впервые выдвинул в 1755 году немецкий философ Эммануил Кант. Спустя 40 лет аналогичную гипотезу разработал французский учетный Пьер Симон Лаплас. Кант и Лаплас утверждали, что Солнце и планеты солнечной системы произошли из горячего газово-пылевого облака. Это была раскаленная вращающаяся газовая туманность с уплотнением в центре. Притяжение частичек туманности друг к другу, свойственное всем телам, приводило к сжатию туманности, уменьшению ее размеров.
По законам механики, при сжатии вращающегося тела, скорость его вращения возрастает, возрастают центростремительные и центробежные силы. Туманность, круглая вначале, вследствие центробежной силы, сплющивается у полюсов и становится похожей на линзу. Всё время сжимаясь и ускоряя свое вращение туманность отслаивает от себя кольцо за кольцом, которые вращались в туже сторону в одной и той же плоскости.
Таким образом, огромная первичная туманность превратилась в шар, окруженный кольцами, в которых уплотнялись небольшие тела (рис. 10). Последние, охладившись, становились планетами, вокруг которых вращались их спутники.
Гипотеза – Канта, Лапласа является научной, потому что она опирается на законы природы: тяготения, электромагнитных, центростремительных и центробежных сил.
Кант и Лаплас строили свои гипотезы на идее образования Солнца и планет из рассеянного вещества. В общей форме идея возникновения крупных тел из хаоса мелких частиц имелась еще у древнегреческих философов – материалистов (Левкипп-Демокрит), но то, что у них было только гениальной материалистической догадкой, у Канта и Лапласа стало научной гипотезой, а в наше время перешло в научную теорию.
Теорию Канта и Лапласа поддержали Кейпер, Юри и академик АН СССР
В.Г. Фесенков. В теории Канта и Лапласа некоторые явления не были объяснены, поэтому она нуждалась в корректировке. Например, оказалось, что планета Уран вращается вокруг своей оси не в ту сторону, куда вращаются остальные планеты. Кроме этого, научные сотрудники Геофизического института АН СССР пришли к выводу, что Земля никогда не была расплавленным телом.
В 1944 году Отто Юрьевич Шмидт выдвинул гипотезу, что газовопылевое облако, из которого произошло Солнце и планеты солнечной
53
системы, никогда не было горячим. Оно, как и межзвездное пространство, было холодным и разогревалось в процессе уплотнения и развития электромагнитных, гравитационных, центростремительных и радиоактивных сил. Когда в самом крупном уплотнении температуры достигли миллиона градусов – в нём начались термоядерные реакции. Это было рождением нашего Солнца.
Постепенно большая часть пылинок в блиноподобном облаке таким путем собралась в несколько гигантских комков вещества, которые стали планетами. Ком – будущий Юпитер «пожирал» страшно много вещества со стороны, ближайшей к Солнцу, и мешал частичкам соединиться вместе: он притягивал их к себе. По другую же сторону от будущего Юпитера, дальше от Солнца и от Юпитера, образовался вскоре другой крупный ком – будущий Сатурн, который соперничал с «зародышем» Юпитера в поглощении мелких частиц.
Рис. 10. Эволюция газово-пылевого облака. Образование Солнца и планет солнечной системы (О.Ю. Шмидт).
54
Поэтому рядом с Юпитером, ближе к Солнцу, не возникло большой планеты, а образовалось много мелких и разрозненных: возникли астероиды, или малые планеты.
Впрочем, они могли образоваться и в результате того, что возникшая все же здесь сравнительно небольшая планета по какой-то причине распалась на части. Так, по крайней мере, предполагают некоторые ученые.
О.Ю. Шмидту удалось рассчитать, что в середине планетной системы возникли самые крупные планеты, а ближе к Солнцу – более мелкие и далее всего от него – тоже мелкие, такие, как Плутон. За Плутоном мы уже едва ли откроем крупные планеты, подобные Юпитеру и Сатурну. Чем больше возникающая планета, тем больше вещества она должна вобрать в себя из «окрестностей». Эта гипотеза позволила О.Ю. Шмидту, а потом В.Г. Фесенкову и другим ученым теоретически обосновать существующие расстояния планет от Солнца и расстояния между планетами, что раньше сделать никому из астрономов не удавалось (рис. 10).
Точно так же О.Ю. Шмидту впервые удалось доказать расчетами, что при косом падении частичек на зародыши планет последние станут вращаться непременно в ту же сторону, в какую они обращаются вокруг Солнца, как это и есть в действительности. Только для самых далеких планет вращение под действием косых ударов может принять обратное направление.
Зародыши планет, особенно крупных, окружались скопищами мелких частиц (т.е. облаками пыли и газа), из которых возникали спутники планет – их луны, подобно тому, как сами планеты возникали из газово-пылевого облака, окружавшего Солнце.
При собирании пыли и газа в планеты происходило одно важное явление, о котором раньше тоже не догадывались. Советские ученые нашли, что вследствие нагревания Солнцем пылинок из них выделялись газы. Наиболее легкие и летучие из них, в особенности водород, рассеивались в пространство навсегда, чему помогало давление солнечных лучей, точно так же, как солнечные лучи отталкивают газовые частицы кометных хвостов. Но так было лишь вблизи Солнца, которое прогревало толстый слой пыли до некоторой глубины.
Дальше, где находится Юпитер, солнечные лучи не проникали сквозь толстый слой пыли в блинообразное облако, и там водород уцелел. При сильном холоде, который был в этой части облака, водород намерзал на пылинках, оседал на них, подобно инею, покрывающему на рассвете в осеннее утро холодную поверхность камней.
Поэтому в состав планет, формирующихся вблизи Солнца, например, в состав Земли, водород почти не вошел, а вдали от Солнца гигантские планеты, наоборот, оказались очень богатыми водородом. Поэтому в среднем вещество, из которого состоят дальние планеты, гораздо легче, чем вещество планет, близких к Солнцу (рис. 11).
Планета Уран могла в процессе развития приобрести вращение неадекватное с другими планетами солнечной системы под влиянием воздействия внешней галактической среды, так как газово-пылевое облако вращалось вокруг протосозвездия Стрельца.