Александр Потупа - Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее

• Название: Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее
• Автор: Александр Потупа
• Издательство: Юнацтва
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1991
• ISBN: 5-7880-0325-3

На основе обширных данных из астрономии, астрологии, географии, физики, математики, химии, биологии, истории, археологии и других наук автор рассказывает о строении Вселенной, истории человечества, о планетах Солнечной системы и Галактике, о звездах и их эволюции, о возможностях существования внеземных цивилизаций, о перспективах космических исследований, об идее контакта с инопланетянами.

---

123

Между тем, по поводу необнаруженных мини-дыр уже появились интересные прикладные намерения. Скажем, отражатель, находящийся на определенном расстоянии от минидыры с М ~ 1015 г, может быть подобран так, чтобы сила его притяжения дырой уравновешивалась силой давления излучения на зеркальную поверхность (проект С. Блинникова). Очень любопытный вариант ракетного двигателя и в то же время способ транспортировки мини-дыр как «дармовых светильников» в нужные точки пространства. Вообще приятно помечтать о тех временах, когда земная цивилизация смогла бы широко использовать фантастически мощную чернодырную энергетику.

124

Это нетрудно понять, если обратить внимание на то, что при М " mP черная дыра должна излучать кванты с энергией порядка ћωP = mPc2 = кТP, то есть сопоставимые с энергетическим запасом самого излучателя. Ситуация такова, что черная дыра как бы смешивается с излучаемыми ею частицами и становится одной из них.

125

Что выражается, например, в бесконечной светимости при М (0.

126

Один из цилиндров находился в лаборатории Мэрилендского университета, другой — недалеко от Чикаго, в Аргоннской Национальной Лаборатории.

127

Научно это выражается так: метрика испытывает большие квантовые флуктуации (случайные отклонения от средних значений), и нельзя обычным образом определить расстояние между парой точек.

128

Размер такого атома определяется величиной  rB = ћ2/e2me ≈ 10-8 см, именуемой Боровским радиусом, е — электрический заряд электрона и протона, me — масса электрона. Размер гравитационного атома дается аналогичной формулой, где е2 заменяется ньютоновским выражением Gm1m2.

129

Все дело именно в массивности частиц, из которых состоит гипотетическая микрозвезда! Обычно полагают, что в очень ранней и горячей Вселенной не могут образовываться никакие многочастичные конденсации, кроме первичных черных дыр. Представление основано на том простом факте, что ультрарелятивистские частицы горячего бульона непременно убегут из любой конденсации, чей радиус превышает Rg. Это так, если предполагать, что вплоть до какого-то момента Вселенная состоит из одних только ультрарелятивистских частиц, чья кинетическая энергия много больше энергии покоя (фактически: кТ ‡ mс2), т. е. начальная Вселенная является «чисто горячей». На самом деле даже в очень ранние моменты во Вселенной может присутствовать «холодная компонента» — небольшая доля достаточно массивных и потому относительно медленных частиц. Действительно, в момент t, когда температура Вселенной Т ~ √ tP/t , частицы с массой покоя m ~ kT/c2 ~ mР √ tP/t перестают быть ультрарелятивистскими — их кинетические энергии того же порядка, что и энергия покоя mc2. В пределах горизонта R ~ ct они могут конденсироваться в микрозвезду с массой М ~ ½R3 ~ ½P (tP/t)2(ct)3 ~ mР (tP/t) ~ mР3/m2. Такая микрозвезда представляет собой возмущение в среднем однородного фона плотности материи. В частности, при t ~ 10–23 с гипотетические супербарионы с m ~ 10–15 г могут формировать микрозвезды с М ~ 1015 г. Тепловые скорости супербарионов должны стать заметно меньше с, и для достаточно компактной микрозвезды — меньше критической скорости убегания. Разумеется, обрастать атмосферой из более легких частиц (и, например, формировать гравитационные атомы) такая микрозвезда сможет лишь много позже — при достаточном падении общей температуры.

Было бы любопытно выяснить — не является ли «холодная компонента» источником самых ранних возмущений плотности материи, начиная, быть может, с t ~ tP, когда способны формироваться микрозвезды планкеонного масштаба. Проблема «холодной компоненты», разумеется, будет решаться экспериментально — во-первых, необходимо искать частицы очень больших масс (на 10 и более порядков тяжелее протона), во-вторых, непосредственно искать реликты типа микрозвезд по их прямым и косвенным проявлениям, имея в виду, что относительные концентрации этих объектов могут быть крайне малы.

Один из примеров образования реликтовых конденсаций за счет описанного механизма уже известен, хотя он и относится к сравнительно холодным эпохам. Речь идет о формировании облаков из реликтовых нейтрино с ненулевой массой покоя при t ~ tP(mР/mν)2 ~ 1010 с ~ 300 лет. В эту эпоху (Т~105К) нейтрино с mν ~ 30 эВ уже не ультрарелятивистские. Масса нейтринного облака М ~ mР3/ mν2 ~ 1015 г, а начальный радиус R ~ lP(mР/ mν)2 ~ 100 пс. Такая гигантская конденсация, как мы увидим в гл. 9, Должна играть определяющую роль в формировании самых крупных структурных единиц Вселенной — сверхскоплений галактик.

130

По-английски бутстрэп — шнуровка обуви (bootstrap)

131

Для численной оценки лучше всего подходит? — мезон, но взять протон (mp/mπ ~ 7) — тоже не ошибка. Ведь такую величину, как возраст Вселенной (~ 1/H) или ее радиус, мы оцениваем очень грубо — по порядку величины.

132

Дискуссия о связи идей бутстрэпа и антропологического (или, как иногда говорят, антропного) принципа увела бы нас слишком далеко. При желании можно считать, что это независимые подходы. Всеобщий бутстрэп предполагает отсутствие каких-либо фундаментальных элементов Вселенной все элементы равно важны в своей взаимообусловленности. Антропологический принцип подчеркивает, что вся информация об этих элементах фиксируется не вообще в космическом пространстве, а наблюдателем и поневоле имеет антропоцентрическую форму.

133

В такой общей формулировке принцип следовало бы, строго говоря, назвать антропогенным. Обращаясь к историческому материалу (в том числе изложенному в 1-й части книги), нетрудно убедиться, что антропогенный элемент присутствует во всех сколь-нибудь развитых космологических схемах древности. Древние ничего не знали о минимальном наборе констант, зажатых узким коридором допустимых значений, но неизменно сводили условия творения Вселенной к ситуации, где возникновение человека выглядит естественно в рамках их представлений.

134

Фактически для электронных нейтрино Вселенная становится прозрачна за первую треть секунды после Первовзрыва.

135

Масса этих обособленных конденсаций может быть достаточно велика, и тогда они превращаются в отдельные звезды. Вероятно, на этом пути и получаются тесные двойные системы.

136

По современной классификации, под звездой, как правило, понимают компактное и оптически непрозрачное тело, обладающее собственной светимостью L ~ (10-2? 104)L€ и способное уравновесить действие гравитации за счет внутренних источников энергии. С этой точки зрения протозвезды, остывшие белые карлики (их иногда называют черными карликами), нейтронные звезды и черные дыры нельзя считать звездами. Разумеется, такое разделение (как и всякая классификация, основанная на разрезании эволюционных цепочек) весьма условно.

137

Объекты такого рода наблюдаются, например, объект L 930-8 °C с массой М? 2,82.1033 г, радиусом R? 200 км и плотностью (? 8,5.107 г/см.

138

Плутон заметно отличается от других планет. В результате наблюдений американского астронома Д. Кристи выяснилось, что, скорее всего, это своеобразная двойная планета — на расстоянии порядка 17 тыс. км от Плутона есть спутник Харон, масса которого всего в 16 раз меньше. Система Земля Луна фактически тоже представляет собой двойную планету с отношением масс 81, хотя и менее тесную.

139

Недавно появились сообщения об обнаружении долгожданной десятой планеты.

140

Результаты, полученные с помощью инфракрасного телескопа на нидерландском спутнике IRAS, говорят о том, что вокруг Веги (звезды, которая примерно в 5 раз моложе Солнца и расположена в 8,5 пс от нас) существует облако довольно крупных твердых частиц (размер облака около 170 а.е.). Возможно, это первое прямое наблюдение протопланетного облака (начальной фазы планетной космогонии).

141

Современные данные показывают, что так называемое жидкое ядро Земли заключено в сферическом слое радиусом около 3,5 тыс. км, а внутри него находится твердое (или полурасплавленное) железоникелевое ядро радиусом 1250 км. Над жидким ядром располагается трехслойная мантия, выше — кора.