Гипотезы теории факты 142

Гипотезы теории факты 142

Что такое поплавки Сваллоу?
Это поплавки нейтральной плавучести, изобретенные английским океанологом Джоном Сваллоу. Вес каждого поплавка можно подобрать таким образом, чтобы он находился на определенной, заранее заданной глубине. Направление и скорость движения поплавка определяются по сигналам установленного на нем акустического передатчика; сигналы эти принимаются судовым гидролокатором. С помощью поплавков Сваллоу удалось обнаружить течение на глубинах гораздо более 2000 м.
Что такое эвфотическая зона?
Для размножения фитопланктона требуются солнечный свет и питательные вещества. Верхний слой океана, куда проникает достаточное для роста фитопланктона количество света, называется эвфотической зоной. В ее пределах фотосинтез ограничен прежде всего наличием питательных веществ. При благоприятных условиях количество фитопланктона может увеличиться в сутки на 30%.
. Искусственны ли звезды?
Это совершенно глупый вопрос — не так ли? Но в действительности он имеет отношение к важнейшему научному вопросу: как мы сможем распознать инопланетян (ЕТ)?
В поисках внеземного разума аппарат SETI (search extra-terrestrial intelligence) сканирует небо для обнаружения связи на одной постоянной частоте — ЕТ-аналог радиостанции.
Такой повторяющийся регулярный сигнал структурирован. Но информация со структурой избыточна. Она может быть в дальнейшем сжата.
Вывод: по-настоящему эффективный сигнал не должен содержать структуру. Он будет выглядеть случайным, как и радиоизлучение Солнца или электрическая буря.
Именно так с помощью нашего мобильного телефона/компьютера передаются данные сейчас. Для повышения эффективности все повторения/структуры удаляются.
Вывод: ЕТ-сигнал от развитой цивилизации будет выглядеть как случайный, подобный естественному сигналу. Его очень трудно выделить из космического радиошума.
И как ЕТ-сигналы внеземного разума не будут выглядеть подобно нашим постоянным сигналам, так и ЕТ-артефакты не будут похожи на наши искусственные.
По словам Стивена Вольфрама, изобретателя компьютерного языка Mathematica,?Т-артефакты будут выглядеть естественно, как деревья… и звезды.
Со всей серьезностью Вольфрам спрашивает: «Искусственны ли звезды?» Хотя это маловероятно, но и отрицать этого нельзя.


68. Как мы можем узнать расстояние до звезды?
Если при наблюдении из двух разных точек объект заметно смещается, то он близко; если смещение очень мало, то он расположен далеко.
Проверьте сами. Держите палец близко и посмотрите на него одним глазом, затем другим. Смещение заметно. Сделайте то же самое, когда палец расположен далеко. Смещение мало.
Этот эффект (параллакс) может показать расстояние до звезды. Наблюдайте за звездой из двух точек на противоположных сторонах орбиты Земли (потребуется шесть месяцев между наблюдениями).
Говорят, что звезда на расстоянии 1 парсека (3,26 световых лет) при наблюдении за шесть месяцев меняет направление на 1 угловую секунду (1/3600 °).
Проблема метода: турбулентность атмосферы «смазывает» звездные изображения на 0,5 угловой секунды или больше, поэтому с помощью параллакса можно определить расстояния только до ближайших звезд.
Решение проблемы: выйти в космос. Европейский спутник Гиппарк (Hipparcos) использует параллакс, чтобы установить расстояние до 100 000 звезд, расположенных более чем в 100 световых годах от нас.
Чтобы измерять большие расстояния, необходимо идентифицировать звезды с известным собственным блеском. Если одна звезда слабее другой, то она дальше.
Есть ли звезды, собственный блеск которых известен? Да. «Переменные цефеиды» — звезды высокой светимости, которые пульсируют как бьющиеся сердца.
Решающее открытие сделала Генриетта Ливитт в 1912[16]: цефеиды, которые, по сути, ярче других звезд, изменяют свой блеск в течение длительного периода времени.
Определение расстояния до цефеиды: 1) временной «период» изменения блеска —> собственная светимость; 2) сравнение собственной и видимой светимостей —> расстояние.
В 1923 Эдвин Хаббл обнаружил цефеиды в туманности Андромеды и заключил, что это была островная «галактика», далекая от Млечного Пути (2,5 млн световых лет).
Космический телескоп НАСА Хаббл определил цефеиды в галактике М100, охватывая звездные расстояния до 56 млн световых лет от Солнца.
71. Как звезды работают?
Звезда — это гигантский газовый шар. Он формируется, когда межзвездное облако, в основном из водорода и гелия, начинает сжиматься под собственной тяжестью.
Сжатие продолжается, пока ядро не становится настолько сжатым и горячим, что запускает «ядерный синтез» водорода в гелий. Побочным продуктом является тепло.
Горячий газ выталкивается наружу, препятствуя действию силы тяжести. Шар больше не уменьшается. И теперь это уже не просто газовый шар, а светящийся газовый шар: звезда.
Ключевой факт: ядерный синтез чрезвычайно чувствителен к температуре. Если температура повышается, он усиливается, если снижается — затухает.
Так, если выделение тепла уменьшается, ядро сжимается/нагревается, увеличивая синтез; если выделение тепла увеличивается, ядро расширяется/охлаждается, что приводит к затуханию синтеза.
Следовательно, звезда имеет встроенный естественный термостат. Он держит ее постоянно сбалансированной между сжатием и расширением.
Ничто не вечно. Термоядерные реакции превращают водород в гелий, который, будучи тяжелее, опускается к центру, сжимая и нагревая ядро.
Таким образом, внутреннее строение звезд постепенно меняется. Звезда эволюционирует. И рано или поздно устойчивое равновесие нарушается.
Звезда малой массы, подобная Солнцу, превращается в расточительного красного гиганта, поскольку расходует весь водород. Затем она умирает медленной смертью как исчезающий белый карлик.
Звезда высокой массы эволюционирует в более экстремальных условиях, запуская новые термоядерные реакции, которые достигают ряда новых устойчивых равновесий.
Но гравитация никогда не исчезает. Каждое новое равновесие кратковременно. Звезда может выиграть несколько сражений против силы тяжести. Но она никогда не может выиграть войну.
В конце концов, сила тяжести сожмет ядро в черную дыру или в шар нейтронов. Это приведет к катастрофическому взрыву — появлению «сверхновой звезды».
75. Что, если сверхновая возникнет рядом?
Поскольку сверхновая звезда может легко гореть так же ярко, как 10 млрд Солнц, ее прохождение по нашим космическим задворкам может иметь страшные последствия.
Если бы сверхновая взорвалась в пределах 30 световых лет от Земли, это была бы ослепляюще яркая звезда, по крайней мере, в 100 раз более яркая, чем полная Луна.
Мало того что она была бы видима при дневном свете, к тому же на несколько месяцев исчезла бы ночь, что осложнило бы жизнь существ, охотящихся по ночам.
Затем, пусть спустя 30 лет, которые необходимы свету, чтобы достичь нас, появился бы смертельный дождь со снегом субатомных частиц, который продлился бы 300 лет.
Если такие частицы будут бомбардировать атмосферу, они могут лишить Землю ее озонового слоя, который защищает жизнь от смертельного солнечного ультрафиолетового излучения.
Жизнь на поверхности Земли станет невозможна. Смогут выжить только существа в море, в пещерах или под землей.
Невозможно оценить, насколько распространены сверхновые на Млечном Пути, так как они часто скрыты за завесой межзвездной пыли. Но… в такой галактике, как наша, мы видим 1 сверхновую каждые 50 лет или около этого. Значит, в 10-млрд-летней истории Млечного Пути было 200 млн сверхновых.
С момента рождения Земли одна или две сверхновых должны были взорваться в пределах 30 световых лет. Это легко могло вызвать массовое вымирание жизни.
К счастью, ближайшая известная сверхновая за последние 400 лет — SN1987A— была на расстоянии в 170 000 световых лет в галактике-спутнике Млечного Пути.
Плохая новость: Бетельгейзе — яркая звезда в созвездии Ориона — находится на грани превращения в сверхновую. Хорошая новость: это может занять еще миллион лет!
К счастью, Бетельгейзе находится на расстоянии около 650 световых лет от нас. Если она взорвется, то окажется ~ в 500 раз слабее, чем сверхновая на расстоянии 30 световых лет.
Но сверхновая отходит на второй план по сравнению с всплеском гамма-излучения необычайно энергичной сверхновой, в котором рождается черная дыра.
Важно отметить, что энергия «гамма-луча» распространяется в одном направлении, как свет от маяка. Это «луч смерти» из высокоэнергетического гамма-излучения.
Гамма-всплеск даже в 10 000 световых лет от Земли может разбить или «ионизировать» атомы в атмосфере, разрушив озоновый слой и поставив под угрозу жизнь.
72. Мы сделаны из звездной пыли?
Кажется, что Вселенная, с ее черными дырами, туманностями и взрывающимися звездами, не связана с нашей жизнью. Ничто не может быть дальше от истины.
Железо в вашей крови, кальций в ваших костях, кислород, заполняющий ваши легкие…. все создано внутри звезд, которые умерли еще до того, как Земля родилась.
Звезды-печи, в которых тяжелые элементы, такие как медь, постепенно собираются из простых природных строительных блоков. Лего из водорода.
Поскольку звезды превращают один элемент в другой, это изменяет их химическую и общую структуру. Их интерьеры изменяются, и они «эволюционируют».
Так, элементы содержат ключ к разгадке тайны звезд, а звезды содержат ключ к разгадке тайны элементов.
Строительство элементов продолжается дальше: в большинстве массивных звезд построение заканчивается железом. Нестабильность заставляет их затем взрываться как сверхновые.
Еще более тяжелые элементы, чем железо, — такие как уран — создаются в ядерных реакциях при адском взрыве самой сверхновой звезды.
При катастрофическом мощнейшем взрыве сверхновой продукты звездной печи уносятся ветром в космос.
Обломки сверхновой звезды смешиваются с газом в межзвездных облаках. Когда звезды застывают из облаков, они оказываются обогащенными более тяжелыми элементами.
У каждого следующего поколения звезд есть более тяжелые элементы. Солнце, как считают, является звездой 3-го поколения — 2-е поколение исчезло до его рождения.
Но в то время как тяжелые элементы строятся внутри звезд легкие элементы, подобные гелию, были произведены в огненном шаре Большого взрыва (в первые 10 минут).
Фактически изобилие гелия во Вселенной — 10 % всех атомов — это то, что предсказывала теория. Поэтому это убедительное свидетельство того, что Вселенная началось именно с него.
Астрологи виноваты не в том, что они сумасшедшие, а в том, что они недостаточно безумные. Мы гораздо сильнее связаны со звездами, чем они когда-либо воображали.
Хотите увидеть небольшую часть звезды? Поднимите свою руку. Вы — звездная пыль, ставшая плотью. Вы буквально были сделаны на небесах.
73. Каковы различия между звездами?
Учитывая, что рецепт звезды так прост — это газовый шар, удерживаемый собственной гравитацией, — удивительно, что звезды так разнообразны.
Некоторые звезды могут жить 10 трлн лет — это в 1000 раз больше, чем текущий возраст Вселенной. Другие звезды взрываются через несколько млн лет.
Масса звезды определяет продолжительность ее жизни. Массивные звезды горячие, поэтому они сжигают свое топливо с головокружительной скоростью. Звезды малой массы едва тлеют.
Некоторые звезды не больше, чем гора Эверест (пульсар Краб). Другие настолько велики, что могут поглотить 10 млрд Солнц (VY Большого Пса).
Если VY Большого Пса поместить вместо Солнца, то оно поглотит все планеты вплоть до орбиты Сатурна, 6-й наиболее удаленной планеты от Солнца.
Некоторые звезды ужасного бело-голубого цвета, другие — желто-белые (как Солнце), а третьи — унылого вишнево-красного цвета, переходящего в черный.
Температура звезды определяет ее цвет. Бело-голубые звезды — супергорячие (некоторые более 100 000 °C); красные звезды — холодные (несколько 1000 °C).
Некоторые звезды имеют постоянную яркость, в то время как яркость других пульсирует, как при взрыве. Нестабильность массивных звезд обусловлена непредсказуемостью ядерных реакций.
Некоторые звезды богаты тяжелыми элементами, подобными железу, в то время как на других их нет. Это может повлиять на структуру/внешний вид, запирая тепло внутри.
Возраст звезды определяет ее структуру. Старейшие звезды сформировались прежде, чем сверхновые обогатили галактики продуктами ядерного синтеза.
У некоторых звезд есть планеты, тогда как другие их не имеют. (Так как по крайней мере 10 % звезд имеют планеты и у каждой их несколько, число планет и звезд может быть одинаковым.)
Чем определяется наличие планет у звезд, пока неясно. Однако похоже, что тяжелые элементы могут быть необходимы для формирования твердых планет.
Учитывая, что существует около 10 000 000 000 000 000 000 звезд во Вселенной, какие другие странности существуют в звездном зоопарке?