книги из ГПНТБ / Джавадов, Д. М. О некоторых явлениях, происходящих во взаимодействующих телах

поэтому внутри смерча в момент его возникновения никакой вакуум образовываться не может. Вакуум может образовать­ ся после момента возникновения смерча. Причиной образова­ ния вакуума является то, что сильно уплотненные частицы воздуха в центре смерча под напором последующих частиц, поступающих по спиральным виткам, вытесняются в сторону наименьшего сопротивления по спирали — в сторону менее плотных слоев атмосферы, т. е. в центре смерча частицы воз­ духа по винтообразной спирали вытесняются кверху, попадая в менее плотную (разреженную) среду, раскручиваются по спирали и расслаиваются. По мере уменьшения плотности воздуха кверху увеличивается область раскручивания и рас­ слоения витков. Вследствие этого верхняя часть смерча при­ обретает форму воронки. Фотоснимок расслоенной и раскру­ ченной части витков смерча, произведенный с искусственного спутника Земли, приводится на рис. 111. Очевидно, в резуль-

Рис. 111. Вид смерча с искусственного спутни­ ка Земли у Бирманских островов

тате вытеснения частиц воздуха кверху по винтообразной спирали в этом же направлении будут увлекаться и частицы из нижних слоев атмосферы. При этом чем дольше будет продолжаться процесс движения частиц по спирали, тем боль­ шее количество частиц будет по винтообразной спирали вытеснено кверху и тем больше будет увлекаться частиц воз-

\30

духа из нижних слоев. По этой же причине произойдет всасы­ вание воздуха снизу вверх по винтообразной спирали, кото­ рая будет иметь хоботообразиое строение. По мере продолже­ ния всасывания частиц воздуха по винтообразной спирали снизу вверх хоботообразныіі конец смерча будет опускаться вниз. При соприкосновении нижнего конца хоботообразноіі части смерча с поверхностью земли он будет по винтообразной спирали расстилаться на ее поверхности. По мере продолже­ ния процесса всасывания частиц воздуха по винтообразной спирали область настила будет увеличиваться и в связи с этим нижний конец хоботообразноіі части смерча будет прини­ мать строение опрокинутой воронки. По мерс увеличения области пастила размеры опрокинутой воронки будут увели­ чиваться. При этом частицы воздуха, пылевые и более круп­ ные частицы земли и посильные смерчу предметы по витку винтообразной спирали, пм'еющсму форму опрокинутой во­ ронки, будут всасываться вверх. По этой причине вокруг домов давление воздуха резко понизится. В результате раз­ ницы в давлениях вне и внутри домов крыши последних будут слетать.

Почти постоянное вращение смерча против часовой стрел­ ки в США объясняется постоянными климатическими усло­ виями, которые определяют постоянные направления цикло­ пов. Возникновение смерча в теплом секторе циклопа связано с тем, что давление в данном секторе меньше, чем в холод­ ном. Другой вид мощного завихрения образуется при тайфу­ нах, которые приносят не меньше вреда, чем смерчи.

Летом 1935 г. па северо-западном побережье Апшероиского полуострова в сел. Фатьмап одни из авторов провел наблюде­ ние за небольшими воздушными вихрями, которые местное население (азербайджанцы) называют «гпджавара» («дур­ ной бродяга»). Эти вихри, как правило, возникали перед по­ явлением северных и северо-западных ветров. Появление этих вихрей всегда было внезапно. Вначале наблюдался винто­ образный подъем засохших листьев виноградных кустов по вертикальному направлению в виде столба. По мере движе­ ния вихря с севера па юг пли с. северо-запада на юго-восток іінжпяя часть винтообразного столба очень быстро принимала форму опрокинутой воронки. Диаметр области Растила ворон­ ки на поверхности земли не превышал 10 — 15 м. Пройдя незначительное расстояние (от 10 до 50—00 м), область пастила опрокинутой воронки быстро суживалась, принимала прежнюю форму винтообразного столба, и ппжппн конец пос­ ледней очень быстро поднимался кверху. Засохшие листья виноградных кустов по винтообразному столбу' поднимались па высоту 30—40 м, а иногда даже 100 м, где по винтообраз­ ной воронке рассеивались в атмосфере. По движению засох­ ших виноградных листьев автор определил процесс развития

131

9*

формы указанных вихрен и движение частиц воздуха по винтообразной спирали внутри них снизу вверх. На наш взгляд, процесс движения частиц в указанных вихрях анало­ гичен процессу движения частиц внутри смерча; разница .меж­ ду ними заключается в масштабах их проявления.

§ 25. Процессы возникновения и развития спиральных туманностей

Если обратить внимание на внегалактические туманности, количество которых в доступной нашим исследованиям части мира достигает миллионов, то можно заметить, что более 50% из них имеют спиральное строение или же напоминают об их прошлом спиральном строении. Имеются и галактические туманности, строение которых напоминает об их прошлом спиральном строении. Прежде всего необходимо обратить внимание на то, что спиральное строение у такого огромного количества туманностей не может быть случайностью. Эти спиральные туманности указывают па то, что в космосе про­ ходили потоки еверхгпгаптекпх космических облаков наподо­ бие сверхгпгаптскнх рек, состоящих из угловых обломков твердых тел разного размера и газообразной материи. При­ чина движения указанных облаков объясняется тем, что эти облака, наподобие земных облаков, возникали в разных облас­ тях мира и по мерс увеличения их массы увеличивалось п их взаимное притяжение. В результате этого облака с огромной скоростью устремлялись друг к другу и сталкивались. В результате столкновения, в соответствии с изложенным в § 24, возникли миллионы спиральных туманностей, т. е. дви­ жение обломков твердой н частиц газообразной материм но синралп, из которых состояли сталкивающиеся космические облака.

Спиральные туманности и туманности, напоминающие об их прошлом спиральном строении, по ееі'і день не объяснены полностью. Почти во всех книгах мировой литературы по изу­ чению космических тел приводятся результаты их визуального, фотометрического и радиометрического изучения, из которых ясно, что морфология спиральных туманностей — движения частиц материи по спирали в космосе — резко отличается от морфологии вихрей н смерча -- движения частиц материи по спирали на Земле. Это объясняется тем, что на развитие дви­ жения частиц материи по спирали на земном шаре, кроме, окружающей среды, в которой оно происходит, влияет и земное притяжение. В космосе в процессе возникновения и развития движений частиц материи но спирали подобные влияния отсутствуют. Кроме того, па земном , шаре вихри и смерчи возникают при столкновении потоков жидкостей и га-

132

зов и в небольших масштабах. В космосе облака, при столк­ новении которых образовались спиральные туманности, со­ стояли из угловатых обломков разного размера и плотности, пылеватых частиц твердых тел и частиц газообразной мате­ рии, а столкновения этих облаков происходили в сверхгигаит-

і-ских масштабах.

Частицы материн движутся по спирали в космосе по тем же закономерностям, что и на Земле (см. § 24). В момент их возникновения, в зависимости от характера импульса силы -столкновения и состава сталкивающихся частей облаков, они могут иметь форму эллиптической, логарифмической или другой спирали. Так, спиральные туманности эллиптической формы могли образоваться при столкновении потоковкосми­ ческих облаков со сверхгигантской массой при огромной ско­ рости. Полому размеры этих туманностей должны были быть гигантскими, а затухание импульса силы в процессе их возник­ новения должно было произойти по гармоническому закону.

Спиральные туманности, имеющие форму логарифмической спирали, могли образоваться при столкновении потоков кос­ мических облаков со сравнительно меньшей массой и ско­ ростью столкновения, чем потоки космических облаков, от столкновения которых образовались спиральные туманности, имеющие форму эллиптической спирали. Поэтому спиральных туманностей, имеющих эллиптические формы, во вселенной бѵдет меньше, чем спиральных туманностей, имеющих или напоминающих форму логарифмической спирали.

Ііз изложенного видно, что величина спиральных туман­ ностей находится в прямой зависимости от импульса силы столкновения сталкивающихся участков космических облаков. Поэтому расстояние между спйральнымн туманностями долж­ но находиться в прямой зависимости от их массы и величины. Б действительности, по данным астрономических исследований, расстояние между спиральными туманностями равняется их

.десятикратной величине [22].

Известно, что спиральные туманности имеют форму плос­ кой спирали, наподобие дисков. Поэтому спиральные туман­ ности следует рассматривать как гигантские вихри, образовав­ шиеся в одной плоскости. По этой причине все процессы, происходящие во время их возникновения, мы в дальнейшем будем рассматривать, как завихрения па • плоскости. Кроме того, плоские спиральные туманности могут образовываться только при столкновении потоков космических облаков, имею­ щих форму ПЛОСКИХ'потоков.

-сторону наименьшего сопротивления. Поэтому по мере увели­ чения толщины витков спиральные туманности толкающим

133

*'67—9

Рис. 112. Спиральная туманность в созвездии Гончих Псов MI5

потоком космических облаков были оттеснены в сторону наименьшего сопротивления, т. е. за пределы космических облаков в мировое пространство, где по инерции продолжали1 вращаться вокруг своей оси по направлению течения толкаю­ щих потоков, и при этом в соответствии с изложенным в § 24 их витки расслаивались и раскручивались. Естественно, коли­ чество этих спиральных слоев — отрогов будет зависеть от величины спиральной туманности, скорости движения частиц по спиральным виткам, состава материалов, составляющих витки спиральных туманностей. Классическим примером по­ добного спирального расслоения и раскручивания могут слу­ жить отроги спиральных туманностей в созвездии Гончих Псов М15, № 65426, 5427, наша галактика и им подобные туманности (рис. 112).

Нам уже известно, что после формирования вихря его скорость и продолжительность вращения вокруг оси зависят от импульса силы столкновения толкающего потока и состава среды, в которой происходит вращение. Поэтому после оттеснения потоком облаков спиральной туманности в созвез­ дии Гончих Псов MJ5 (см. рис. 112) в мировое пространствоопа продолжала вращаться вокруг своей оси с огромной скоростью, и при этом, как было описано выше, одновременно произошло расслоение и раскручивание ее палеовнтков. Поэтому под действием центробежной силы небольшая часть

134

отставания хорошо видііы на рис. 112. При отставания отор­ ванной части витка в результате взаимодействия материн, выделяемой M l5, фронтальная часть ее приобрела обтекаемую форму.

вающее на раскручивание отрогов галактик, а по данным Хаббала, отроги галактик закручиваются ([34], стр. 332 — 334). Следует заметить, что П. П. Паренаго (|34], стр. 332) совершенно справедливо замечает, что поскольку угловая скорость вращения ядра всех .галактик без исключения гораздо больше, чем угловая скорость вращения их отрогов, о действительном закручивании отрогов галактик не может быть и речи. Следовательно, факт раскручивания отрогов галактик даже в настоящее, время неоспорим.

Из изложенного в § 24 нам известно, что после оттеснения вихрей за пределы потока они двигаются по направлению движения последнего со значительным отставанием от его скорости движения. Вследствие этого описанные нами кос­ мические облака в доступной нашим исследованиям части мира в настоящее время отсутствуют. Они прошли по на­ правлению пути их следования, о чем свидетельствуют' отставшие от их потока миллионы спиральных туманностей, которые, несомненно, двигаются по тому же направлению, покоторому прошли потоки космических облаков, но со значи­ тельно меньшей скоростью, чем указанные потоки. При этом скорости движения этих спиральных туманностей разные. Одни двигаются с большей скоростью, другие — с меньшей. Подобная разность скоростей движения этих туманностей объясняется тем, что одни спиральные туманности образо­ вались в результате сильных столкновений, а другие — срав­ нительно слабых.

Вышеизложенное подтверждается тем, что у всех вне­ галактических тел и спиральных туманностей спектральные, линии смешаются к красному или фиолетовому концу спектра, п эти смещения у разных космических тел и спиральпых туманностей происходят по-разному. Отсюда следует, что они или удаляются от нашей системы, или же прибли­ жаются. Это означает, что одни космические тела или спираль­ ные туманности двигаются со значительно большей скоро­ стью, чем наша галактика, а другие с меньшей, и поэтому нам кажется, что одни внегалактические тела или спираль-

135

иые туманности удаляются от нашей галактики, а другие —

приближаются.

Как мы видим, столкновение космических облаков, в результате которого' образовались миллионы спиральных туманностей, произошло не в той части мирового простран­ ства, где в настоящее время находится наша вселенная, а в другой, далекой области его, откуда она двигается. Этим спи­ ральным туманностям можно уподобить небольшие облака, оставшиеся в атмосфере земного шара от потоков облаков, унесенных бурными ветрами. Человек до сих июр не смог установить причину появления спиральных туманностей в доступной нашим исследованиям части мира.

§26. Процессы возникновения звезд

Смомента возникновения спиральных туманностей, в соответствии с изложенным в § 24, масса материалов, со­ ставляющих их витки, от периферии к центру будет увели­ чиваться в зависимости от формулы той спирали, по которой формировалась данная спиральная туманность. Так, если спиральная туманность формировалась по логарифмическому закону, как на рис. 108, то кривая возрастания массы

ре спиральных туманностей. При возникновении же вихрен и смерчей — движения частиц материи по спирали па земном шаре — центр притяжения находится в центре тяжести земного шара, т. е. вне центра вихрей и смерчей. При сгуще­ нии материалов место расположения центра притяжения в центре пли же вне центра вихря имеет решающее значение. Известно, что материалы могут сгуститься у места располо­ жения центра притяжения. Поэтому в первом случае мате­ риалы будут сгущаться в центре спиральных туманностей, а во втором, по мере ослабления энергии завихрения, материа­ лы будут падать иа поверхность земного шара.

С момента формирования спиральных туманностей в их центрах беспрерывно будут возрастать количество, плотность, давление и температура материалов, поступающих из. спи­ ральных витков. Следовательно, соответственно бѵдст воз­ растать в сила притяжения материалов, составляющих их центральную часть — ядро. Поскольку поперечные сочснпя витков спиральных туманностей через центр соответствуют

полуэллппсу, в центре спиральных туманностей, сильно уплотненные материалы (ядро) будут иметь форму дву­ осного эллипсоида, длинная ось которого будет соответство­ вать оси спиральной туманности, в центре которой они зарож­ дались (см. рис. 113/1). Поскольку на ядро спиральных туман­ ностей материалы поступают по спиральным виткам только в: одном направлении, в виде спиральной струи, ядро будет вращаться вокруг своей оси в сторону вращения данной спи­ ральной туманности. В результате беспрерывного поступления материалов из витков спиральных туманностей в их ядро мае: са, плотность, ( температура и сила притяжения последнего будут беспрерывно возрастать. Одновременно будет возрастать и скорость его вращения вокруг своей оси. Процесс этот будет продолжаться до тех пор, пока в ядре не появятся интенсивные термоядерные реакции. С момента возникновения интенсив­ ных термоядерных реакций — вспышки ядра вокруг послед­ него — усилятся отталкивающие силы материи, выделяемой ядром. Если эти отталкивающие силы не допустят поступле­ ния материалов на ядро, а масса ядра не осилит напора материалов, поступающих на него по спиральным виткам, то ядро будет выжиматься (оттолкнется) от центра спираль­ ной туманности по направлению ее оси в сторону наимень­ шего сопротивления на расстояние, зависящее от силы напора отталкивающих сил для преодоления силы притяжения массы центральной части спиральной туманности (рис. ИЗБ). Таким образом,- огненное ядро на определенном расстоянии от центра спиральной туманности займет определенное положе­ ние. Поскольку ядро огненно-жидкое, оно будет иметь изотроп­ ные свойства, а изотропное тело в пространстве обязательно будет приобретать форму шара. Этот огненно-жидкий шар будет вращаться вокруг своей оси в сторону вращения спи­ ральной туманности.

В процессе вращения огненного шара вокруг своей оси в результате действия центробежной силы и силы притяжения массы центральной части спиральной туманности оно обяза­

113 Б), которое пройдет все этапы первого ядра, а от центра спиральной туманности ' оттолкнется в противоположную сторону, в которую оттолкнулось первое (рис. 113 В). В подобной последовательности, друг за другом, будут зарож­ даться новые звезды и скапливаться над центром спиральных туманностей по обеим сторонам их средней плоскости. Цо мере зарождения новых звезд и скоплений над центром спиральных туманностей по обеим сторонам их средней

13?

плоскости местоположение звезд в звездном скоплении будет меняться, т. е. появление новых звезд в звездном скоплении принудит звезды звездного скопления переместиться. Посколь­ ку в центральной части спиральных туманностей звездные скопления возникают в космосе, т. е. в изотропной среде, и звезды зарождаются в центре спиральных туманностей, т. е. в центре звездного скопления, звездные скопления в централь­ ной части спиральных туманностей будут иметь шаровую фор­ му, и звездная плотность* от центра периферии этих скоплении будет уменьшаться (рис. 113 Г).

Из процесса возникновения шарового скопления звезд . видно, что напор материи, выделяемой звездами шарового скопления, вынуждает звезды держаться па определенном расстоянии друг от друга. Очевидно, напор указанной мате­ рии одновременно будет сопротивляться вращению звезд вокруг своей оси. По мере увеличения количества звезд в скоплении увеличится и сопротивляемость этой материи. Наконец, последняя со временем сможет совершенно приос­ тановить вращение звезд вокруг своей оси.

Из изложенного видно, что витки спиральной туманности проходят по экваториальной плоскости шарового скопления. Следовательно, материалы, составляющие витки в пределе экваториальной плоскости, будут увлекать полушарие звезд­ ного скопления по направлению своего движения, а напор материи, выделяемой звездами, будет сопротивляться движе­ нию этих материалов. В результате этого шаровое скопление будет вращаться вокруг своей оси по направлению вращения спиральной туманности, а скорость движения материалов по виткам в пределах скопления будет ослабляться.

В результате выделения материи звездами, составляющими скопления, вокруг последних будет появляться напор оттал­ кивающих сил. Очевидно, напор этих сил будет препятство­ вать поступлению материалов в центр спиральных туман­ ностей, т. е. материалы, поступающие по спиральным виткам в центр'спиральных туманностей, частично задержатся за пределами скопления. Естественно, что по мере увеличения количества звезд в шаровых скоплениях увеличится и напор отталкивающих сил. В прямой зависимости от этого увели­ чится и количество задерживаемых материалов за пределами шаровых скоплений. Сначала будут задерживаться материалы

материалов, поступающих в центр, шаровых скоплений, будет уменьшаться, а количество задержанных материалов за преде­ лами скопления будет увеличиваться. Наконец, подойдет

* Звездная плотность — количество звезд, приходящихся на единицу •объема.

S38