Cтраница 2
Принимая типичные для облаков, из которых образуются звезды, значения Т - 100К и N - 100 см 3, получим М - 104М0, что соответствует скорее массе скопления, нежели одной звезды. По мере сжатия облака его температура определяется скоростью охлаждения газа. Охлаждение осуществляется в результате излучения квантов при переходах в основное состояние атомов и молекул, возбуждаемых столкновениями. Расчеты показывают, что температура в облаке должна уменьшаться в ходе сжатия до тех пор, пока оно остается прозрачным для собственного излучения. С увеличением плотности масса Джинса уменьшается как р - / 2, поэтому в коллапсирую-щем облаке образуются более мелкие конденсации. Процесс фрагментации продолжается до тех пор, пока отдельные фрагменты не станут оптически толстыми. Тогда они перестают освобождаться от своей внутренней энергии и происходящий в ходе дальнейшего сжатия нагрев вещества прото-звезды препятствует продолжению фрагментации. Эти соображения согласуются с наблюдениями, показывающими, что молодые звезды находятся в скоплениях вместе с обширными облаками пыли и нейтрального или ионизованного водорода. [16]
Эта задача может быть рассмотрена вполне стро го в рамках общей теории относительности, однако ответ оказывается несколько озадачивающим. Допустим, что вначале мы поставили двух наблюдателей А и В для записи хода событий по мере сжатия облака. Пусть А остается на месте вне облака, а В находится на одной из частиц облака и движется вместе с ней. [17]
Теперь представим, что все составляющие объединяются в массу га. Поскольку гравитация является силой притяжения, при объединении составляющих высвобождается энергия. Именно поэтому коллапсирующие облака газа в космическом пространстве прежде всего становятся горячими, а затем сжимаются, образуя протозвезды; во время сжатия облака его гравитационное поле излучает энергию, которая и нагревает это облако. Но если вы начинаете с нулевой энергии и заимствуете энергию поля по мере сжатия объекта, это значит, что для повседневных объектов энергия их гравитационного поля отрицательна. Самое интересное, что, хотя точное равновесие энергии массы покоя и гравитационной энергии естественным образом вытекает из общей теории относительности ( как в версии Фейнмана, так и в версии Эйнштейна), в теории Ньютона гравитационное поле прекращает свое существование при бесконечной отрицательной энергии, что еще более сложно для понимания. [18]
Эти значения относятся к эпохе образования диска большой спиральной галактики. В сценарии гравитационного иерархического скучивания при больших красных смещениях, возможно, существовали звездные скопления. Если галактики возникли из отдельных облаков газа, то звездообразование началось гораздо позже, при красных смещениях меньше Zs, причем эпоха начала звездообразования зависит от степени сжатия облака. Любопытно, что эти значения близки к красным смещениям, соответствующим максимальной пространственной плотности квазаров. Стоит также отметить, что можно еще уменьшить Zs, если дополнительно увеличить масштаб. Местная группа галактик, по-видимому, сравнительно недавно миновала стадию максимального расширения, так как туманность Андромеды движется по направлению к нашей Галактике со скоростью - 100 км / с, и, следовательно, характерное время пересечения группы отдельной галактикой сопоставимо с временем Хаб-бла. Конечно, в этом случае мы достоверно знаем, что мощные конденсации в меньших масштабах образовались задолго до начала сжатия протогруппы. [19]