Вселенная и процессы в ней

Кометы как машины времени. Это очень захватывающе наблюдать за кометой, например за кометой Галилея с периодом в 75 лет, и думать какая была жизнь, когда эту комету последний раз наблюдали. Такие же мысли наполняют твой разум, когда наблюдаешь за кометами, что путешествовали по небесам Земли сотни, тысячи или даже миллионы лет назад.

Не в таком далёком прошлом, кометы считались плохим предзнаменованием. Древние письмена Китая и Европы трёхтысячелетней давности говорят о случайных великих кометах пролетающих по небосводу и ужасных событиях, которые, по мнению людей того времени, случались по вине этих комет. В не столь отдалённые времена устные предания коренных жителей Северной и Южной Америки, как и Тихоокеанских Островитян, говорят о том, что кометы были ужасным зрелищем. Вообще, различные общества клеймили кометы за войны, землетрясения, эпидемии и даже смерти вождей.

 

Что такое Комета?

 

 Комета – это в основном шар изо льда и пыли. Обычно комета менее десяти километров в диаметре. Большинство их времени они проводят в замороженном состоянии за пределами нашей солнечной системы. Рисунок, приведённый ниже, показывает все компоненты кометы. На данной стадии обсуждения комета – это не более чем ядро. За исключением нескольких предположительно мёртвых комет и парочки подозрительных астероидов, которые  случайно показывают испускания газа как комета, ядро обычно не видно с Земли. К тому моменту, когда комета становиться видна с земли, она обычно становиться точкой.

 

Гидрогенная корона

Точка

Ядро

 

 

 

 

 

 

 

 

Хвост пыли  Хвост газа

Ядро.

После того как космический телескоп Гитто сфотографировал ядро кометы Галлеи в 1986 году, мы знаем что ядро кометы вероятно, имеет поверхность, которую точнее будет описать как чёрную корку.  Так же длинны кометы Галлеи около 12 км, и так же считается что её ядро от 1 до 50 км в диаметре. Комета Хаила-Боппа в 1997 году имела ядро радиусом около 40 км в диаметре.

 Чёрная корка ядра помогает комете сохранить теплоту и за её счёт превратить некоторые обледенелости под коркой в газ. Под давлением изнутри безоблачный, но замёрзший  ландшафт начинает взбучиваться в некоторых местах. И как следствие наиболее слабые области корки разрушаются под давлением, и газ выстреливает как гейзер. Астрономы называют это струёй. Любая пыль, что смешалась с газом так же выбрасывается. Чем больше появляется струй, оболочка из разреженного газа и пыли формирует точку.

Кометы Галлеи сфотографированной телескопом Гитто в 1986 году. Обратите внимание на активные области, которые выбрасывают пыль и газ в космическое пространство. Это потом образует точку.

 

 

Это рисунок области окружающей ядро кометы Хаила Боппа в 1997году 10-го Марта. Здесь видны интенсивные испускания или струй выходящих из ядра.

 

Точка.

 Комета может обычно иметь точку диаметром в несколько тысяч километров, в зависимости от расстояния кометы от Солнца и размеров ядра. Последнее играет приоритетную роль. Одна из величайших комет в истории была Великая Комета 1811 года, которая была ещё упомянута в романе Льва Толстого «Война и мир». Это была одна из немногих комет открытых в истории, что была открыта с помощью относительно маленького телескопа и в необычно большом расстоянии от Солнца, более половины орбиты Юпитера. Ядро было примерно 30 – 40 км. В один момент в сентябре-октябре 1811 года точка достигла диаметр по грубым подсчётам эквивалентный диаметру Солнца.

Даже если точка станет довольно большой по размерам, она может резко уменьшиться примерно к пересечению орбиты Марса. На таком расстоянии излучение Солнца будет достаточным для того, что бы буквально сдувать газ и пыль с ядра и точки. Этот разрушительный процесс ответственен за создание хвоста кометы, наиболее известной её части.

 

Хвост.

 

Когда комета влетает в орбиту Земли, у неё потенциально большой хвост. Текущий рекорд хвоста кометы – это хвост Великой кометы 1843 года. Его длина составила более 250 миллионов километров. Это значит, что если мысленно поместить саму комету в центр Солнца, то хвост бы пересёк орбиту Марса!

 

От куда кометы приходят?

 

Наша Солнечная Система начинала как обширное облако газа и пыли.  Это облако медленно вращалось вокруг очень юного Солнца и частицы внутри этого облака сталкивались друг с другом. Во время этих столкновений некоторые частицы исчезали, некоторые росли в размерах, и позже должны были стать планетой.

Во время этого раннего периода, кометы должно бы наполняли Солнечную систему. Их столкновения с молодыми планетами играли основную роль в их развитии и росте. Обледенелости комет становились основным материалом зарождающийся атмосферы планет, и учёные сейчас глубоко убеждены, что кометы принесли на Землю Воду, которая породила жизнь.

Спустя года кометы уже не наполняют нашу Солнечную систему, как это было 4 миллиарда лет назад. В телескопы на сегодняшний день можно увидеть 10-20 комет за раз. Большинство комет сейчас расположены за пределами Солнечной системы. В основном в Oort облаке и Kuiper поясе. Оорт облако – это всего лишь гипотеза, т.к. его ещё никто не видел. Но предположительно там существует около триллиона комет и за счёт столкновений и притяжения звёзд некоторые вылетают из неё – и некоторые из тех, что вылетели, могут пересечь Солнечную систему.

 

 

СВЕРХНОВАЯ.

 

В заключении хочу рассказать про случай произошедший около семи тысяч лет назад. В отдалённом уголке космического пространства внезапно взорвалась звезда, сбросив с себя наружные слои вещества. Сравнительно большая и массивная звезда вдруг столкнулась с серьёзной энергетической проблемой - её физическая целостность оказалась под угрозой. Когда была пройдена граница устойчивости, разразился захватывающий, чрезвычайно мощный, один из самых катастрофических во всей Вселенной взрывов, породивший сверхновую звезду.

Шесть тысяч лет мчался по космическим просторам свет от этой звезды из созвездия Тельца и достиг, наконец, Земли. Это случилось в 1054г. В Европе наука была тогда погружена в дрему, и у арабов она переживала период застоя, но в другой части Земли наблюдатели заметили объект, величественно сверкающий на небе перед восходом Солнца. 

Четвёртого июля 1054г. китайские астрономы, вглядываясь в небо, увидели светящийся небесный объект, который был много ярче Венеры. Его наблюдали в Пекине и Кайфыне и назвали "звездой-гостьей". Это был самый яркий после Солнца объект на небе. В течение 23 дней, вплоть до 27 июля 1054г., он был виден даже днём. Постепенно объект становился слабее, но всё же оставался видимым для невооружённого глаза ещё 627 дней и, наконец, исчез 17 апреля 1056г. Это была ярчайшая из всех зарегистрированных сверхновых - она сияла как 500 млн. Солнц. Если бы она находила от нас на таком расстоянии, как ближайшая к нам звезда альфа Центавра, то даже самой тёмной ночью при её свете мы могли бы свободно читать газету - она светила бы значительно ярче, чем полная Луна.

Вот такие интересные явления таит от нас вселенная. Мы уже много знаем по сравнению с временами, указанными выше, но до сих пор мы не знаем ещё более многого. Но человек существо любопытное и он будет пытаться познать всё, что происходит вокруг него. И без сомнения мы узнаем ещё больше интересных тайн вселенной.  
Литература

 

1. И. Д. Новиков. Чёрные дыры и Вселенная. 1985г.
2. И. Николсон. Тяготение, чёрные дыры и Вселенная. 1983г.
3. Дж. Силк. Большой взрыв. Рождение и эволюция Вселенной. 1982г.
4. И. С. Шкловский. Звезды: их рождение, жизнь и смерть
5. Гетман В.С.  Внуки солнца: Астероиды, кометы, метеоритные тела. – М.: Наука, 1989.
6. Марочник Л.С. Свидание с кометой. – М.: Наука, 1985.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассказывать про вселенную и процессы в ней можно очень много. Так как вселенная огромна то и процессов в ней очень много, да и тема очень интересна. Но так как у нас есть ограничение по количеству страниц, то я расскажу про самые интересные её процессы. Думаю, правильнее было бы начать с происхождения вселенной.

 

 

В нулевой момент времени Вселенная возникла из сингулярности. В течение первой миллионной доли секунды, когда температура значительно превышала 1012К, а плотность была немыслимо велика, должны были неимоверно быстро сменять друг друга экзотические взаимодействия, недоступные пониманию в рамках современной физики. Мы можем лишь размышлять над тем, каковы были те первые мгновения; например, возможно, что четыре фундаментальные силы природы были вначале слиты воедино. Однако есть основания полагать, что к концу первой миллионной доли секунды уже существовала первичная «смесь» богатых энергией («горячих») частиц излучения (фотонов) и вещества. Эта самовзаимодействующая масса находилась в состоянии так называемого теплового равновесия.

 

В те первые мгновения все имевшиеся частицы должны были непрерывно возникать и аннигилировать.

Любая материальная частица имеет некоторую массу, и поэтому для ее образования требуется наличие определенной «пороговой, энергии»; пока плотность энергии фотонов оставалась достаточно высокой, могли возникать любые частицы.

 

Когда возраст Вселенной достиг одной сотой доли секунды, ее температура упала примерно до 1011К, став ниже порогового значения, при котором могут рождаться протоны и нейтроны, но некоторые из этих частиц все-таки избежали взаимной аннигиляции со своими античастицами - иначе в современной нам Вселенной не было бы вещества! Через 1 с после Большого взрыва температура понизилась примерно до 1010К, и нейтрино, по существу, перестали взаимодействовать с веществом: Вселенная стала практически прозрачной для нейтрино

 

Через 3 мин после Большого взрыва температура Вселенной понизилась до 109К, и возникли подходящие условия для образования атомов гелия: на это были затрачены практически все имевшиеся в наличии нейтроны. Спустя примерно еще минуту почти все вещество Вселенной состояло из ядер водорода и гелия, находившихся примерно в той же количественной пропорции, какую мы наблюдаем сегодня. Начиная с этого момента, расширение первичного огненного шара происходило без существенных изменений до тех пор, пока через 700000 лет электроны и протоны не соединились в нейтральные атомы водорода, тогда Вселенная стала прозрачной для электромагнитного излучения - возникло то, что сейчас наблюдают как реликтовое фоновое излучение

 

После того как вещество стало прозрачным для электромагнитного излучения, в действие вступило тяготение: оно начало преобладать над всеми другими взаимодействиями между массами практически нейтрального вещества, составлявшего основную часть материи Вселенной.

 

Поведав о теории возникновения вселенной, думаю, было бы глупо не рассказать о таком её процессе, как о возникновении её наикрасивейших «жителях» - звёздах.

 

Рождение звезды длится миллионы лет и скрыто от нас в недрах темных облаков, так что этот процесс практически недоступен прямому наблюдению. Астрофизики пытаются исследовать его теоретически, с помощью компьютерного моделирования. Превращение фрагмента облака в звезду сопровождается гигантским изменением физических условий: температура вещества возрастает примерно в 106 раз, а плотность в 1020 раз. Колоссальные изменения всех характеристик формирующейся звезды составляют главную трудность теоретического рассмотрения ее эволюции. На стадии подобных изменений исходный объект уже не облако, но еще и не звезда. Поэтому его называют протозвездой (от греч. “протос” — первый).

После некоторых процессов, температура в центре протозвезды достигает нескольких миллионов градусов, и начинаются термоядерные реакции. Выделяющееся при этом тепло полностью компенсирует охлаждение протозвезды с поверхности. Сжатие прекращается. И протозвезда становится звездой.

 

 

 

 

 

Но есть ещё много интересных явлений и процессов связанных со вселенной. Один из них это чёрные дыры. Они интересны всем, кто когда – либо смотрел фильмы про космические сражения, всем кто по ночам любит смотреть в небо и думать: «А, что же там далеко, далеко, сейчас происходит».

Итак, черные дыры.

 

Сегодня астрофизики все больше убеждаются, что черные дыры - это реальность.

Предполагается, что в галактике М87, чрезвычайно интенсивном источнике радиоизлучения - обнаружена черная дыра, в которой сосредоточено 2 миллиарда масс Солнца!               

Последние компьютерные модели показали, что газовое облако, находящееся в центре нарождающейся галактики, может породить огромную черную дыру. Но возможен и другой путь развития: скопление газа вначале распадается на множество боле мелких облаков, которые дадут жизнь большому числу звезд. По этой гипотезе черная дыра есть почти в каждой галактике, в том числе и в нашей, где-то в центре  Млечного Пути.

Астрономы теперь точно знают, что под влиянием «линзы тяготения», которую представляют собой тяжелые звезды и, прежде всего черные дыры, реальные позиции многих небесных тел на самом деле отличаются от тех, что нам видятся с Земли. Это означает: тяготение столь велико и пространство так закручено, что свет проходит по кругу.

Вообразим совершенно невероятное: некий отважный космонавт решил направить свой корабль к черной дыре, чтобы познать ее тайны. Что он увидит в этом фантастическом путешествии?