Опубликовано пользователем сайта

Про звезд

С днем Космонавтики! Немного науч.попа по теме

66
С днем Космонавтики! Немного науч.попа по теме

Доброго вам дня, уважаемые сплетницы!

Вчерашние посты про открытие учеными сверхмассивной черной дыры и опубликование ее "фотографии", породили кучу вопросов по этой теме. Я, как человек, закончивший физ-мат, порою с недоумением читаю публикации на научные темы, особенно касающиеся физики и математики. На мой взгляд, информация подается либо кусками, без каких-либо пояснений, либо совсем уж сложно, с формулами и научными терминами, понять которые сможет специалист с образованием не ниже моего. Поэтому человеку, далекому от всей этой кухни, трудно сложить кусочки этого пазла в единую картину. Попробую сделать это для всех интересующихся, так как как-то в последние пару лет я перелопатила много информации на эту тему, чтобы освежить свои университетские знания, так сказать. Итак, начнем:

Для того, чтобы понять как устроена черная дыра и что она вообще такое, неплохо было бы для начала разобраться, откуда вообще они берутся, эти черные дыры? И начать с того, что все в нашей Вселенной завязано на массу )))  С точки зрения физики, масса тела (обьекта) - это не только его вес, который можно увидеть на весах, но и его инертность (т.е. как много энергии нужно затратить на то, что бы вывести тело из состояния покоя; чем больше масса, тем выше инертность и больше энергии требуется) и как часть инетрности - сила его взаимодействия с другими обектами, в том числе и сила гравитации (чем больше масса, тем "сильнее" обьект и тем сильнее он притягивает другие обьекты). Поэтому, по тому, как обьект взаимодействует с другими обьектами, масса которых известна, можно судить о его массе, больше она или меньше известных обьектов и на сколько. Как пример - все же помнят опыт из школьной физики, что будет с тележками равной и неравной массы, если перерезать нитку, связывающую пружинку между ними?

Идем далее - звезды... Как уже говорилось ранее, их судьба - продолжительность жизни и ее результат, очень сильно зависит от их массы...  Практически все возможные изученные варианты описаны в диаграмме Герцшпрунга-Рассела:Светимость частенько приравнивают к массе, поэтому можно считать, что это одно и тоже. Все массы взяты относительно солнца (ученым так проще считать, чем в тоннах), Солнце тоже присутствует. Как можно заметить даже невооруженным взглядом, чем крупнее звезда, тем она горячее и тем короче ее жизнь, потому что она быстрее расходует запасы своего топлива. Подробнее про диаграмму и историю ее появления можно почитать на сайте spacegid (сайт интересный, много хороших статей на разные темы).

А ниже показано, как развиваются разные типы звезд и чем заканчивают свои жизни:

Из диаграммы видно, что только очень массивным звездам дано превратиться в черную дыру, большинство "обычных" звезд со временем просто выгорит, их газовая оболочка будет разорвана и останется только твердое ядро - белый, коричневый или красный карлик, который постепенно тоже выгорит и тогда уже звезда потухнет совсем, превратившись в черного карлика и все еще удерживая своей гравитацией на орбитах безжизненные планеты.  Но если масса звезды превышает массу Солнца более чем в 2,5 раза, ее может ждать совсем другое будущее... Поскольку все звезды состоят из газа, то они неприрывно сжимаются гравитацией, но процессы горения водорода не дают звезде сразу сжаться в черную дыру, поддерживая давление изнутри этого огромного газового шара. Зато когда весь водород выгорает, превратившись в более тяжелий гелий, казалось бы уже ничто не мешает звезде сжаться... и так оно и происходит, но! Вместе с сжатием растут и температура и давление внутри звезды и при достаточно большом количестве гелия звезда может загореться вновь, но уже как красный гигант, который со временем тоже выгорит, превратив гелий в еще более тяжелые элементы таблицы Менделеева - литий, кремний, кислород, каждый из которых будет круг за кругом вспыхивать, выгорать, сжиматься, вновь вспыхивать... и т.д. до железа... Железо является стабильным химическим элементом и нет в природе силы, способной его поджечь, так что на этой стадии конец, именуемый гравитационным коллапсом, неминуем!  Звезда будет стремительно сжиматься, давление внутри нее так же будет расти, но оно уже ничего не сможет поджечь, так как топлива, способного гореть, нет, и эта сила просто разорвет звезду! Вспыхнет сверхновая! Оставшаяся газовая оболочка будет разорвана и раскидана в пространстве вокруг звезды, а ядро продолжит сжиматься, пока давление внутри не уравновесит силу гравитационного сжатия и тогда звезда превратится в нейтронную звезду (если масса звезды до взрыва была 8-20 масс Солнца), либо, если гравитация сильнее - в черную дыру (при массе звезды до взрыва более 20 масс Солнца).  На фото - остатки сверхновой КеплераОстатки сверхновой Кеплера 

Подробнее про звездную эволюцию читайте в Википедии.

Если масса взорвавшейся звезды была очень велика, то ее твердое ядро под воздействием собственной же гравитации продолжит сжиматься, сжиматься, сжиматься... и в итоге весь оставшийся обьем погибшей звезды сожмется до очень небольших размеров, практически в точку (сингулярность), но достигнет при этом огромной плотности. Чайная ложка такого вещества может весить несколько тысяч тонн. Все! Черная дыра родилась! На фото - монстр монстров даже среди черных дыр - его величество квазар, внутри которого тоже сидит огромная черная дыра.

Почему же их называют черными? Все тела во Вселенной взаимосвязаны и притягивают друг друга, при чем чем больше масса тела - тем сильнее оно притягивает другие тела. В том числе и не только Земля притягивает Луну, Солнце, другие планеты и нас, людей, но и мы, другие планеты, Солнце и даже далекие звезды, притягиваем Землю. Просто масса человека слишком мала по сравнению с массой Земли, что бы как-то повлиять на ее движение в Космосе, поэтому принято не обращать внимания на это воздействие человека на Землю. Однако, из этого следует один важный вывод - чем больше масса обьекта, тем сильнее он притягивает другие обьекты, вообщем старое доброе - кто массивнее, тот и сильнее ))) Что бы преодолеть эту силу, нужна скорость, причем чем больше сила притяжения - тем скорость должна быть выше. Все же слышали в школе на уроках природоведения или физики про первую, вторую и третью космические скорости? Так вот это сюда ))) Если вы просто подпрыгните на поверхности Земли, то вы не улетите в космос (в случае с другими планетами и Луной, масса, а следовательно и притяжение. которых меньше, можете, кстати), Земля притянет вас обратно, как снаряды A и B, потому что ваша скорость бует недостаточна, что бы преодолеть это притяжениеСнаряды A и B падают на Землю. Снаряд C выходит на круговую орбиту, D — на эллиптическую. Снаряд E улетает в открытый космос.

Снаряды A и B падают на Землю. Снаряд C выходит на круговую орбиту, D — на эллиптическую. Снаряд E улетает в открытый космос. И чем все они отличаются? Правильно - скоростью.... Так вот, если вернуться к черным дырам, то их масса, а следовательно и притяжение, настолько велики, что даже свет с его самой высокой скоростью в нашей, видимой Вселенной - 300 000 км/сек. не может покинуть поверхность этого космического обьекта. Поэтому обычно черные дыры не светятся и увидеть их нельзя ни в один телескоп, вообще никак, потому что ни один вид излучения не может покинуть пределов горизонта событий черный дыры. Их определяют только по воздействию, которое они оказывают на окружающие обьекты - например, сильно искажают свет звезд и тогда ученые могут говорить, что где-то рядом бродит невидимый монстр - черная дыра.

Что же такое горизонт событий? Это воображаемая граница вокруг черный дыры, пересечение которой позволит черной дыре поглотить обьект, т.е. за которой обьекту уже не удасться преодолеть притяжение черной дыры. При этом же эти монстры не просто тихо-мирно спят с своих норах, нет, они носятся по вселенной как шары для кегельбана, только шары останавливаются после того, как кегли сбиты, а черные дыры - нет. Они затягивают в себя все новое и новое вещество, становясь еще тяжелей и монструозней. И если на пути попадается много вещества, то в какой-то момент дыра не может поглотить его все сразу, оно начинает копиться на горизонте событий, частицы прижимаются к нему все сильнее, трутся труг о друга, нагреваются и начинают очень сильно светится, формируя таким образом аккреционный диск. Именно этот момент и запечатлен на картинке, опубликованной 10 апреля. Именно этим и ценно это исследование - черная дыра наконец-то стала видна!

Если вещества на горизонте событий накапливается достаточно много, давление внутри него начинает расти, но черная дыра слишком сильно притягивает его, отчего вспышка сверхновой становится невозможной, но вещество все же может покинуть область не достигшую горизонта событий в виде джетов, выбрасываемых с полюсов, так как магнитное поле черной дыры там наименее слабо. Такой обьект называется квазар - он не только ярко светится, но и имеет два хвоста с очень жестким радиационным излучением. Красота насколько невероятная, настолько же и смертельная (слева вверху, зеленое - картинка с телескопа)

Засим я прощаюсь с вами. Извините, что красивых картинок  не так много, как, возможно хотелось бы, но я больше видела свою задачу - подробнее пояснить как все это происходит, а картинок всегда можно нагуглить... но теперь, надеюсь, вы будете рассматривать их с бОльшим пониманием, что они означают. К тому же я не сохраняла все те хорошие фильмы, которые смотрела, но теперь буду это делать, как и собирать другую информацию. Так что пишите вопросы в комментариях!

Напоследок неплохой фильм про черные дыры, где информация преподнесена доступным языком. Удачного вам просмотра и нескучного вечера!

Нашла неплохой сайт о космосе, все понятно и по делу, есть раздел для детей, а в разделе видео полно фильмов - очень советую посмотреть! https://v-kosmose.com/na-chto-ukazhet-luna-v-nochnom-nebe-13-aprelya-2019-goda/

Интерактивный сервис https://www.google.com/sky/

Оставьте свой голос:

1103
+

Комментарии 

Войдите, чтобы прокомментировать

murdaa
murdaa

Спасибо за пост! А вы работаете по специальности?

Musja
Musja

murdaa, практически да ))) работаю программистом, а физика осталась как хобби ))

AVolog
AVolog
Показать комментарий
ammy
ammy

AVolog, бывает такое чисто механически.Не придирайтесь)

YuYuka
YuYuka
Показать комментарий
ammy
ammy

YuYuka, бывает)Тем более пишет физик,а не филолог

AVolog
AVolog
Показать комментарий
Musja
Musja

YuYuka, если вы повнимательней присмотритесь к клавиатуре на телефоне, то да - твердого знака на ней нет, хотели сумничать, но как сели в лужу, не расстраивайтесь, так часто бывает )))

maJestic17
maJestic17

Musja, есть

AVolog
AVolog
Показать комментарий
Musja
Musja

AVolog, я называю это "подро..чить", если вам нравится -можете заниматься на здоровье

beetlyboo
beetlyboo

AVolog, ъё! Ой, спасибочки! И если на «е» подержать, то появится «ё».

YuYuka
YuYuka

Musja, да зачем расстраиваться из-за пустяков. Вам удачи в изучении русского языка и интерфейса Вашего телефона.

Profitroll
Profitroll

AVolog, имхо, объектно-ориентированное вообще не к месту. Я и ООП изучала, и диплом на шарпе писала, но чёт кроме как в названии дисциплины "объект" больше нигде не примелькался.

AVolog
AVolog

Profitroll, я как раз про название. Хоть там)

zucotuco
zucotuco

Черная дыра такая же звезда как и звезды вокруг, только огромная и ее гравитация не позволяет даже светиться. и все что попадает под ее гравитацию тоже перестает светиться?

katcat
katcat

zucotuco, все что попадает под ее гравитацию перестает существовать вообще. Грубо говоря, если космический корабль затянет в черную дыру. Его в определенный момент раздавит приливными силами. Остатки вещества увеличат массу черной дыры. А еще силы черной дыры искажают время. В то время как корабль уже перестанет существовать, для нас он застынет навеки в определенной точке. Кстати на этом немало фильмов и книг построено, когда герои пытаются спасти друзей, якобы "застрявших" в черной дыре. Это не правда. "Застряли" они только относительно нас, на самом деле там уже ничегошеньки не осталось.

Profitroll
Profitroll

katcat, только позавчера с отцом разговаривали на эту тему, у меня очередной период увлечения космической (не)научной фантастикой, говорю ему "не разрушай мои надежды, я всё ещё верю, что там если не кротовые норы, то целые двухмерные вселенные")) с точки зрения логики да, там ничегошеньки не осталось, но кто знает. Хочу верить, короче.

Musja
Musja

zucotuco, не совсем, черная дыра это полностью сгоревшая звезда, после своей кончины сама превратившаяся в зомби и превращающая в зомби все, что встречает на своем пути

PU
PU

Науч попа) спасибо, очень интересно

Загрузить еще

Войдите, чтобы прокомментировать

Сейчас на главной

5 бьюти-трендов из TikTok, которым лучше не следовать
Битва платьев: Блейк Лайвли против Ксении Собчак
"Кинотавр-2020": Паулина Андреева, Федор Бондарчук, Ксения Собчак и другие на закрытии фестиваля
СМИ: 16-летний сын Александра Лукашенко будет учиться в Москве под вымышленной фамилией
"Кинотавр-2020": полный список победителей
Анна Седокова и Янис Тимма поженились
Антон Лапенко встречается с коллегой по сериалу "Чики" Аленой Михайловой
Бьюти-дайджест: от необычной рекламы Gucci Beauty до странного тренда из TikTok
Итоги недели: новые обстоятельства в деле Алексея Навального, вторая волна коронавируса и смерть Тесака
Филипп Киркоров, Анита Цой, Николай Басков и другие артисты выпустили клип в поддержку Александра Лукашенко
Яна Рудковская, Полина Гагарина, Юлия Снигирь, Рената Литвинова и другие на открытии бутика в Москве
Лето на "Сплетнике": Нюша, Сальма Хайек, Рита Дакота и другие покоряют пляжи
Модный дайджест: от Ирины Шейк в мрачном лукбуке до оптимистичной коллекции Tom Ford
Кристина Агилера рассказала о том самом поцелуе с Мадонной на премии MTV VMA в 2003 году
Лиза и Гарри Галкины отмечают день рождения: вспоминаем самые забавные видеоролики с их участием
"От легенд двух поколений": Тимати и Моргенштерн выпустили совместный клип
Крисси Тейген раскрыла пол будущего ребенка
Брэд Питт и Дженнифер Энистон разыграли сцену с эротическим подтекстом во время своего воссоединения на экране