Книга: Разум побеждает: Рассказывают ученые

ПОЯСНЕНИЕ НЕКОТОРЫХ СПЕЦИАЛЬНЫХ ТЕРМИНОВ

ПОЯСНЕНИЕ НЕКОТОРЫХ СПЕЦИАЛЬНЫХ ТЕРМИНОВ

Вакуум. — Любая область пространства всегда заполнена веществом или какими-либо другими видами материи — излучениями и полями тяготения, магнитными и т. д. Даже в том случае, если бы из некоторой области пространства удалось «изгнать» все частицы, излучения и поля, то есть получить «абсолютный вакуум», то и в этом вакууме все равно остался бы некоторый запас энергии, который нельзя у него «отобрать» никакими способами. Здесь всегда существуют нерожденные частицы и физические поля всех возможных видов, но их энергия недостаточно велика, чтобы они могли появиться в виде реальных частиц. Такое их состояние получило название «нулевых колебаний вакуума». При определенных условиях «скрытые» частицы могут приобретать дополнительную энергию и превращаться в реальные.

В современной науке высказываются- предположения, что вакуум — та «протосреда», из которой могут образовываться все другие виды материи. В связи с этим некоторые ученые считают, что в будущем на смену современной физической картине мира, оперирующей всевозможными полями, придет вакуумная картина, которая будет исходить из того, что основой всего во Вселенной является вакуум, а все остальное существующее в природе, по меткому выражению одного известного ученого, не более как «легкая рябь» на его по-верхнбсти.

Галактика — звездная система, к которой принадлежит Солнце. В ее состав входит свыше 100 миллиардов звезд с общей массой около 10⁴⁴ г, что составляет 10¹¹ масс Солнца, а также межзвездные пыль и газ, их общая масса — 0,05 массы звезд. Концентрация звезд в галактической плоскости образует на земном небе полосу Млечного Пути.

Поперечник Галактики — около 100 тысяч световых лет. Солнце расположено на расстоянии около 34 тысяч световых лет от центра Галактики, где в гигантских спиралях сконцентрирована основная часть массы этой звездной системы. Остальные звезды образуют так называемую сферическую подсистему — галактическую подсистему — галактическую корону. Вместе с другими звездами плоской подсистемы Солнце обращается вокруг центра Галактики, совершая один оборот за 250 миллионов лет. Центр Галактики расположен в направлении созвездия Стрельца.

Двойные звезды — звездные пары, в которых две звезды связаны силами взаимного тяготения и обращаются вокруг общего центра масс. Согласно современным данным, около 50 процентов всех звезд входят в двойные и более сложные, так называемые кратные системы.

Звездные скопления — группы близко расположенных друг к другу звезд, связанных силой взаимного тяготения и совместно перемещающихся в пространстве. Скопления бывают рассеянные, содержащие от нескольких десятков до нескольких тысяч звезд, и шаровые, в состав которых входит от десятков тысяч до миллионов звезд. В настоящее время в нашей Галактике обнаружено около 200 шаровых звездных скоплений.

Квазары — объекты, открытые в 1963 г. у границ наблюдаемой Вселенной, на расстояниях порядка 6–9 миллиардов световых лет. В сравнении с галактиками квазары — маленькие «пылинки». Однако полная энергия их излучения в сто раз превосходит энергию излучения самых гигантских известных нам галактик… Природа этого явления до сих пор остается неясной. Бесспорно тут только одно: термоядерные реакции такого колоссального выхода энергии обеспечить не в состоянии. Существует предположение, что квазары — это будущие ядра галактик.

Метагалактика — совокупность галактик, расположенных в доступной современным средствам исследования области пространства радиусом около 10–12 миллиардов световых лет. В эту совокупность входит примерно около миллиарда галактик.

Метагалактика расширяется, при этом все галактики удаляются друг от друга так, что расстояние между двумя любыми из них возрастает со скоростью, пропорциональной этому расстоянию. Это расширение, не имеющее единого центра.

Нейтронные звезды — звезды, почти целиком состоящие из нейтронов с небольшой примесью электронов, протонов и более тяжелых ядер. Радиус нейтронной звезды — от 10 до 20 километров, средняя плотность вещества может достигать сотен миллионов тонн в кубическом сантиметре.

Нейтронные звезды быстро вращаются. Если такая звезда обладает мощным магнитным полем, то возникает направленное радиоизлучение, которое мы воспринимаем как следующие один за другим радиоимпульсы, частота которых соответствует периоду вращения звезды.

Однородность. Изотропия. — Если рассматривать Вселенную в очень больших, мегаскопических, масштабах, принимая за «элементарные объемы» такие области, которые содержат большое количество галактик, то однородность и изотропия означают, что свойства и поведение Вселенной в каждую эпоху одинаковы во всех гигантских областях и по всем направлениям.

Парсек — применяемая в астрономии единица длины (пс), равная 30,8·10¹² километров. Тысяча парсеков называется килопарсеком (кпс), а миллион парсеков — мегапарсеком (Мпс). Один световой год равен 0,307 пс.

Плазма — четвертое (наряду с твердым, жидким и газообразным) состояние вещества, одно из самых распространенных в природе. Обнаружено при излучении Солнца и звезд. Газ или, точнее, газовая смесь, состоящая из ионов, атомов, потерявших часть своих электронов, свободных электронов и некоторого числа нейтральных атомов. В этом состоянии находится вещество звезд, верхние слои атмосфер планет, кометные хвосты; плазма есть и в межпланетном пространстве. Человек широко использует плазму. Созданы плазменные горелки для сварки, плазменные двигатели, плазменные магнито-гидродинамические генераторы для прямого преобразования тепловой энергии в электрическую. Плазма — та среда, в которой будет осуществлена управляемая термоядерная реакция.

Постоянная Хаббла. — Чем дальше расположена та или иная галактика от Земли, тем быстрее она удаляется. Отношение скорости удаления к расстоянию называется постоянной Хаббла. Зная эту постоянную и скорость удаления какой-либо галактики, можно вычислить расстояние до нее. Величина, обратная постоянной Хаббла, есть время, прошедшее с начала расширения Метагалактики до настоящего момента (при условии, если скорости разлетающихся галактик все время оставались постоянными). Если исходить из приведенного выше значения постоянной Хаббла, то возраст Метагалактики составляет около 18 миллиардов лет.

Радиогалактики — галактики, обладающие мощным радиоизлучением. Так, двойная радиогалактика в созвездии Лебедь, которая находится от нас на расстоянии около 700 миллионов световых лет, имеет такую же мощность радиоизлучения, как и спокойное Солнце. Эта энергия выделяется в результате бурных физических процессов, протекающих в ядрах некоторых галактик компактных сгущениях материи, расположенных в центральных частях многих звездных островов.

Реликтовое излучение — в 1965 г. было зарегистрировано так называемое реликтовое электромагнитное излучение, возникшее через несколько сот тысяч лет после начала расширения Вселенной. Именно к этому времени расширяющееся вещество сделалось достаточно разреженным, чтобы порции электромагнитного излучения — фотоны могли свободно распространяться в пространстве. До этого момента они сильно поглощались веществом и не могли дожить до нашего времени. Электромагнитное излучение как бы оторвалось от вещества и постепенно заполнило все пространство. Свойства этого излучения могут рассказать о физических процессах, протекавших на ранних стадиях расширения Вселенной.

Сверхновые звезды — название это относится к звездам, которые вследствие каких-то внутренних физических причин неожиданно раздуваются, сбрасывая с себя верхние слои, иногда происходит разлет всего материала звезды. В результате выделяется гигантское количество энергии, яркость таких звезд увеличивается во много раз. Нередко на месте вспышки образуется газовая туманность, например на месте Сверхновой 1054 г. Туманность эта несколько напоминает краба, за что и получила название Крабовидной.

Флюктуация — в широком смысле беспорядочное отклонение случайных величин в обе стороны от их средних значений.

«Черные дыры» — состояние космических объектов, когда очень большая масса вещества оказывается в сравнительно небольшом объеме и под действием собственного тяготения начинает неудержимо сжиматься. Наступает так называемый гравитационный коллапс — катастрофическое падение вещества в точку, где плотность может достигать чуть ли не бесконечной величины. При этом наступает момент, когда ни одна частица, ни один луч света не могут преодолеть огромного притяжения и вырваться изнутри наружу. Пространство сколлапсированного объекта «захлопывается», и для внешнего наблюдателя он как бы перестает существовать.

Астрофизики предполагают, что «черные дыры» — заключительные этапы в жизни массивных звезд, масса которых превосходит массу Солнца в 3–5 раз. Не исключено, что во Вселенной могут существовать «черные дыры» и с массами меньшими, чем массы звезд. Они могли, например, образоваться на самой первой стадии эволюции мира из-за неоднородного распределения материи.

Экстраполяция — распространение выводов, полученных из наблюдения над одной частью явления, на Другую его часть, на другую часть совокупности, на другую территорию, на другое время.

Эффект Доплера — изменение воспринимаемой частоты колебаний в том случае, если источник волнового излучения приближается к наблюдателю или удаляется от него. В первом случае частота воспринимаемого излучения возрастает (длина волны уменьшается), во втором — частота понижается, длина волны увеличивается. При спектральных наблюдениях эффект Доплера проявляется в смещении спектральных линий — к фиолетовому концу спектра при приближении источника излучения и к красному — при его удалении. В частности, в спектрах удаляющихся галактик наблюдается красное смещение спектральных линий, величина которого пропорциональна скорости удаления данной галактики, а следовательно, и расстоянию до нее.