Cтраница 2
Более важными являются граничные условия, особенно когда пользуются малым числом N, чтобы представить много большие системы. Для конечных скоплений звезд и галактик свободные границы возникают естественным образом, н здесь трудностей нет. [16]
Итак, попытаемся представить себе эту вселенную, в которой средняя плотность материи равна нулю. Нам известна наша Галактика, то есть скопление звезд, образующих Млечный Путь, причем ближайшие к нам звезды рассеяны по всем направлениям. Можно допустить, что такова же средняя плотность и других галактик, которые мы наблюдаем в виде спиральных туманностей. Но для того, чтобы средняя плотность уменьшалась внутри сферы все большего и большего радиуса, надо допустить, что общий объем всех этих галактик внутри этой сферы весьма мал по сравнению с объемом разделяющих их пустот. Иными словами, если размеры галактик выражаются сотнями миллионов световых лет, то разделяющие их промежутки выражаются по меньшей мере миллиардами. [17]
Примерно 50 из них сейчас отождествлены с объектами, наблюдаемыми в оптические телескопы. Нет сомнений, что видимая часть типичных радиогалактик представляет собой грандиозное скопление звезд с диаметром в десятки и тысячи световых лет. Радиоизлучение же зачастую наблюдается от двух значительно более протяженных невидимых областей, расположенных по обе стороны от видимой галактики. Изредка область радиоизлучения попадает в район оптической галактики, причем по своим размерам она оказывается меньше, чем галактика. [18]
Хойл предположил, что материя, выбрасываемая в космос сверхновой звездой, распространяется по галактикам и служит сырьем для формирования новых звезд второго поколения, богатых железом и другими металлами. Солнце, возможно, является звездой второго поколения, значительно более молодой, чем старые звезды некоторых скоплений звезд без пыли. Эти звезды первого поколения имеют низкое содержание металлов и богаты водород он - Земля, сформированная из тех же обломков, из которых сформировалось и Солнце, крайне богата железом - железом, которое могло раньше находиться в центре звезды, взорвавшейся миллиарды лет назад. [19]
Итальянский физик и астроном Галилео Галилей ( 1564 - 1642) сконструировал телескоп, при помощи которого исследовал строение Млечного Пути, установив, что он является скоплением звезд, наблюдал фазы Венеры и пятна на Солнце, открыл четыре больших спутника Юпитера. Последний факт примечателен тем, что Галилей своим наблюдением фактически лишил Землю последней привилегии по отношению к другим планетам Солнечной системы - монополии на владение естественным спутником. Немногим более полувека спустя английский физик, математик и астроном Исаак Ньютон ( 1642 - 1727), основываясь на результатах собственных исследований оптических явлений, создал первый зеркальный телескоп, который и по сей день остается основным средством изучения видимой части Вселенной. С его помощью были сделаны многие важные открытия, позволившие существенно расширить, уточнить и упорядочить представления о космическом доме человечества. [20]
Значительная часть звезд плоской подсистемы входит в различного типа группы. Наименьшие из них представляют собой двойные, тройные и четверные звезды, а наибольшие содержат сотни звезд. В этих скоплениях звезд кинетическая энергия отдельной звезды меньше, чем энергия, необходимая для преодоления силы иритяжения ее к скоплению, так что звезда гравитационно связана с ним. Кроме того, в плоской подсистеме имеется значительное количество звездных ассоциаций. Ассоциация состоит из звезд, сходных друг с другом по массам и светимостям и сосредоточенных в сравнительно небольшом объеме; однако в отличие от скоплений эти звезды не связаны гравитационно и удаляются друг от друга с довольно большими скоростями. [21]
Как уже отмечалось, черные дыры могут возникать ( как и нейтронные звезды) в результате гравитационного коллапса массивных звезд, в недрах которых не осталось ядерного горючего. Сейфертовские галактики характеризуются особенно яркими центральными областями ( ядрами), в которых помимо скопления звезд присутствуют яркий звездоподобный источник излучения и светящийся газ, находящийся в весьма быстром движении и дающий иногда длинные узконаправленные выбросы. Мощность излучения одной сейфертовской галактики может достигать 1035 Вт. Причем эта столь огромная мощность выделяется в области диаметром всего около 1 пк. Что служит в данном случае источником энергии. Одна из возможных гипотез связана с черной дырой. [22]
В пределах галактики звезды, группируясь, образуют скопления. Различают шаровые скопления, рассеянные и звездные облака. Шаровые скопления состоят из большого числа звезд ( сотни тысяч) и имеют шарообразную форму. В центре такого скопления звезд обычно настолько много, что их свет сливается. [23]
Изменение произошло, конечно, лишь в нашем сознании. Кривизна пространства-времени, согласно теории Эйнштейна, зависит от материи, которая в нем находится. Вблизи больших масс ( звезд, скоплений звезд) пространство искривлено больше, вдали - меньше. [24]
Хотя использованные до сих пор простые методы позволяют установить некоторые основные понятия и результаты, свойственные им ограничения очевидны. Эти методы не учитывают, например, корреляцию близлежащих орбит, а также более далекие коллективные эффекты. В том и другом случае приращения скорости распределены не по Гауссу. Более того, в этих моделях не учитывается то обстоятельств /, что на периферии скопления звезды испытывают воздействие флуктуационных сил, отличных от тех, которые действуют на звезды в центре скопления. Но самый большой их недостаток связан с тем, что эти модели крайне трудно обобщить самосогласованным образом на более сложные системы, например на реальные неоднородные скопления. [25]
Из непосредственно наблюдаемой расчлененности видимого макромира ( прежде всего звездного мира) на отдельные более или менее обособленные друг от друга тела был сделан вывод, что природа, будучи единой, должна быть устроена в малейшей своей части так же, как и в величайшей. Древние атомисты считали поэтому непрерывность материи кажущейся, как кажется издали сплошной куча зерна или песка, хотя она состоит из множества отдельных частичек, или как кажется сплошным Млечный Путь, хотя он состоит из скоплений отдельных звезд. [26]
Законы, которые открыл Кеплер, являются основой небесной механики. Совокупность звезд, видимых невооруженным глазом, образует систему, которой дали имя Млечный путь. Млечный путь, видимый невооруженным глазом, является довольно широкой лентой молочного цвета, которая состоит из множества звезд. Эти газы, анализ которых был сделан недавно, содержат по крайней мере 80 % водорода. Скопление звезд, о котором говорилось на последней конференции, весьма значительно. Фотографии, которые сделаны с помощью большого телескопа, показывают большие области без звезд. Определение закона скорости вращения небесных тел, о котором так много говорят, является одной из основных задач динамического исследования Галактики. [27]
Вселенная содержит миллиарды звездных групп, называемых галактиками. В галактиках кроме звезд и звездных скоплений содержится огромное количество космической пыли и светящихся газовых облаков. Они составляют в диаметре от десятков до сотен килопарсек и обращаются с периодом, равным сотням миллионов лет. Существуют предположения, что эволюция Галактики совершается в следующей последовательности. Сначала образуется скопление звезд в виде тонкого диска неправильной формы, которое постепенно принимает эллиптическую форму со спиральными нитями, а затем приобретает сферическую форму. [29]
Галактики неравномерно распределены в пространстве. Так же как и звезды, они образуют отдельные группы и скопления. Например, наша Галактика вместе с окрестными галактиками образует местную систему - группу, которая состоит примерно из 20 объектов. В свою очередь эта группа входит в состав большого скопления, насчитывающего несколько тысяч галактик. Разница между скоплениями звезд и скоплениями галактик - состоит в том, что расстояния между галактиками всего лишь в несколько раз больше, чем их собственные размеры. [30]