Как звезды светят и как они умирают 4 глава

Одну из стипендий ему выделили для исследования арифметики в кембриджском Тринити-колледже. В конце второго курса Эддингтон лучше всех сдал сложнейший экзамен по арифметике — трайпос, после этого ему была обещана красивая научная карьера. Никому ранее не удавалось так стремительно достигнуть фуррора.

К 1906 году Эддингтон уже знал, что основным в его Как звезды светят и как они умирают 4 глава научной жизни будет астрономия, увлекшая его еще в детстве. В том же году английское Королевское астрономическое общество предложило ему должность головного помощника в Гринвичской царской обсерватории. Конкретно тут Эддингтон сообразил, как очень не достаточно науке понятно о звездах. Астрологи и астрофизики предлагали огромное количество путаных гипотез, но не имели четкого понятия Как звезды светят и как они умирают 4 глава о перемещении в пространстве, появлении и погибели небесных светил. 1-ые работы Эддингтона были посвящены движению звезд, а в 1907 году он по конкурсу занял место научного сотрудника Тринити-колледжа. Его заслуги в астрофизике были настолько значительны, что, когда погиб доктор астрономии и экспериментальной философии Джордж Дарвин (один из Как звезды светят и как они умирают 4 глава отпрыской Чарльза Дарвина), Эддингтону было предложено занять освободившееся кресло. А в 1914 году Эддингтон стал директором Кембриджской обсерватории. Ему предоставили комфортный дом, в который скоро переехали его сестра и мама. В том же году началась 1-ая глобальная война.

Жители Оксфорда и Кембриджа представляли собой чуть не монашеский орден, рыцари которого предназначили Как звезды светят и как они умирают 4 глава себя только научной работе. Сотрудниками Эддингтона по Тринити-колледжу были именитые арифметики Годфри Харди и Джон Литлвуд, прославившиеся своими потрясающими работами по теории чисел. В зрелом возрасте Литвуда нередко замечали в компании хорошей дамы, которая была намного молодее его и которую Литлвуд представлял как свою племянницу. Отлично воспитанные коллеги Как звезды светят и как они умирают 4 глава удивленно поднимали брови, но, по кембриджской традиции, вопросов не задавали. И только достигнув восьмидесятилетия Литлвуд признался, что эта дама — его дочь. Оказывается, у него была долгая и потаенная связь с замужней дамой. «На последующий денек он смотрелся подавленным, но все сделали вид, что ничего не увидели!» — и это на сто Как звезды светят и как они умирают 4 глава процентов соответствовало кембриджским традициям.

В те времена педагоги института проводили огромную часть времени в мужских компаниях. Викторианский эталон романтичной дружбы в границах только мужского общества был обычным явлением. К этому относились с почтением и тактично не обсуждали. Только через несколько десятилетий было признано, что мужчины не Как звезды светят и как они умирают 4 глава всегда едва дружили.

Примерным представителем институтского общества был Годфри Харолд Харди. Высочайшие скулы, узкий нос, прохладный взор, серьезное поведение и моложавый вид делали его, по воззрению коллег, прототипом мужской красы. Он был членом элитного кембриджского потаенного общества, известного как Клуб апостолов — в 1820 году это общество основали двенадцать человек. Членами общества Как звезды светят и как они умирают 4 глава были лорд Альфред Теннисон, Бертран Рассел и Джеймс Клерк Максвелл — самые блестящие разумы Кембриджа. И в этом потаенном обществе царила так гомосексуальная атмосфера, что один из его членов признавался: «Даже ловеласи притворялись гомосексуалистами, чтоб быть достойными нашего клуба». В конце XIX века его члены составили ядро литературного кружка Блумсбери Как звезды светят и как они умирают 4 глава, в обществе состоял экономист Джон Мэйнард Кейнс, а в 1930-х годах оно было грустно понятно как гнездо шпионов, и работавший на СССР лазутчик Гай Берджесс завербовал многих членов общества. Во времена запрета гомосексуализма математик Литлвуд называл Харди «непрактикующим гомосексуалистом». Отец компов Алан Тьюринг высказывался более прямо и называл Как звезды светят и как они умирают 4 глава Харди «еще одним английским умственным гомосексуальным атеистом».

А что в этом смысле можно сказать об Эддингтоне? Дамы находили его прелестным, и, в отличие от большинства коллег по Кембриджу, доктор Эддингтон был с дамами очень учтив. Одна из его первых студенток, молодая Сесилия Пэйн, вспоминала, как ей грубиянил выдающийся физик Эрнест Резерфорд. Нередко Как звезды светят и как они умирают 4 глава он начинал свои лекции, на которых Сесилия была единственной дамой в аудитории, таким макаром: глядя ей прямо в глаза, он произносил «леди» … потом следовала длинноватая пауза… «и джентльмены». Сесилия дружила с дочерью Резерфорда, которая процитировала Сесилии надменную фразу отца: «Ты ей неинтересна, дорогая. Она интересуется только мной Как звезды светят и как они умирают 4 глава». Пэйн была так этим оскорблена, что бросила физику и переключилась на астрономию, энтузиазм к которой появился на лекциях Эддингтона. Он дружественно поддержал ее и предложил заняться исследованием структуры звезд.

Много лет спустя она произнесла Чандре: «Мой энтузиазм к астрономии начался с лекций Эддингтона, на которых он гласил о результатах проверки Как звезды светят и как они умирают 4 глава общей теории относительности. Тогда я собиралась сдавать экзамен на степень бакалавра по естествознанию, но благодаря Эддингтону решила сдавать арифметику, потому что после экзамена могла стать его студенткой. <…> Я не собиралась гласить Вам этого, но я и взаправду втюрилась в него».

Хотя дамы находили Эддингтона симпатичным, его Как звезды светят и как они умирают 4 глава биограф писательница Элис Виберт Дуглас отмечала, что Эддингтон никогда не собирался жениться. Не считая мамы и сестры, «женщины для него были просто его знакомыми, и только некие женщины-астрономы значили для него больше, чем просто коллеги». Биограф отмечает, что только с одним человеком у Эддингтона «была долгая дружба, и с ним Как звезды светят и как они умирают 4 глава он мог откинуть всю неуверенность, сформировавшую практически непроницаемый барьер меж ним и другими людьми». Этим человеком был Чарльз Тримбл, которого Дуглас именует неизменным компаньоном Эддингтона и «самым близким другом».

Знакомые Тримбла из Тринити-колледжа вспоминали, что Эддингтон оказал на него очень огромное воздействие. Они оба вышли из рабочих семей Как звезды светят и как они умирают 4 глава и повстречалось в Тринити, где такие студенты были редки; может быть, это и послужило толчком к взаимной симпатии. Тримбл родился в 1883 году в городке Бат. Он обучался в личной школе при Христовом лазарете, которая давала потрясающее образование мальчишкам из бедных семей. В Тринити-колледже он получил Как звезды светят и как они умирают 4 глава высшее образование и был четвертым в собственной группе (Эддингтон был первым). Эддингтон занялся исследованиями, а Тримбл поступил на муниципальную службу. В 1910 году он преподавал арифметику в собственной школе при Христовом лазарете, и его бывшие ученики вспоминали, что Тримбл пробовал привить им любовь к литературе не меньше, чем к арифметике. Эддингтон нередко Как звезды светят и как они умирают 4 глава катался на велике с Тримблом, тогда и он забывал свою квакерскую рассудительность, баловался алкоголем, курил, а в городке друзья прогуливались в театр и кино. Может быть, они были больше чем просто друзьями. Но в те деньки все отлично помнили дело Оскара Уайльда 1895 года и боялись даже подозрения в гомосексуализме. Если Как звезды светят и как они умирают 4 глава Эддингтон вправду был гомосексуалистом, то он вел себя очень осторожно.

Эддингтон работал в одиночестве, без служащих. Его невеселые лекции студенты посещать не стремились, но на стильных и информативных общественных выступлениях они лицезрели реального Эддингтона.

Все удивлялись, что в кабинете величавого астрофизика научные журнальчики и книжки валялись всюду — на Как звезды светят и как они умирают 4 глава полу, на диванчике, на столе. Коллеги вспоминали, как они приходили к нему в кабинет точно в назначенное время, а Эддингтон удивленно и обходительно слушивал их, поедая яблоко за яблоком и очевидно пытаясь вспомнить, кто стоит перед ним и для чего. В один прекрасный момент норвежский астрофизик Свен Росселанд посетил его Как звезды светят и как они умирают 4 глава в обозначенное время. Но как раз незадолго перед этим Эддингтон решил, что только при помощи арифметики можно обосновать существование простых частиц. Росселанд длительно и безрезультативно стучал в дверь. Минут через 5 Эддингтон все-же открыл замок и воскрикнул: «О, это вы! Войдите. Я только-только нашел нейтрон».

Когда Как звезды светят и как они умирают 4 глава Эддингтон в 1906 году начал работать в Гринвичской царской обсерватории, астрофизика все еще находилась в детском возрасте. Ученые считали, что такие звезды, как наше Солнце, представляют собой газообразные сферы из отдельных атомов[6]. О структуре самих атомов было понятно сильно мало до того времени, пока датский физик Нильс Бор в 1913 году не предложил Как звезды светят и как они умирают 4 глава теорию строения атома. По этой теории атом представляет собой маленькую галлактику с положительно заряженным ядром, вокруг которого по определенным орбитам крутились негативно заряженные электроны. В итоге атом оказывался электрически нейтральным, и полный заряд всей этой системы приравнивался нулю. У водорода был самый обычной и самый легкий атом, состоящий Как звезды светят и как они умирают 4 глава из ядра и 1-го электрона[7], а у последующего легкого элемента, гелия, было два электрона.

Предполагалось, что снутри звезд температура немыслимо высока и доходит до миллионов градусов Кельвина. Большущая термическая энергия приводит к возбуждению электронов, крутящихся вокруг ядер, связи меж электронами и ядром разрываются, образуются свободные электроны, и потому Как звезды светят и как они умирают 4 глава звезда представляет собой совокупа стремительно перемещающихся электронов и медлительно передвигающихся ядер. Астрофизики 1920-х годов при исследовании структуры звезд основное внимание уделяли электронам. В те времена только немногие разбирались в ядерной физике, и только Эддингтон начал размышлять об источнике энергии для излучения звезд.

Астрофизики представили, что звезды являются «идеальными газами»[8]. Термин «идеальный Как звезды светят и как они умирают 4 глава газ» появился в девятнадцатом столетии после установления обычного соотношения меж давлением, объемом и температурой газа с таковой же малой плотностью, как воздух. Независимо от состава газа при неизменной температуре повышение давления приводит к уменьшению объема газа. При неизменном давлении повышение температуры приводит к повышению объема газа; другими словами Как звезды светят и как они умирают 4 глава, при нагревании газ расширяется. Математическое соотношение меж давлением, объемом и температурой газа и есть уравнение состояния безупречного газа[9].

Физики определяют температуру в градусах Кельвина, которые были названы так в честь английского ученого XIX века Уильяма Томсона — лорда Кельвина. Эти градусы пересчитываются в градусы Цельсия методом вычитания из их числа Как звезды светят и как они умирают 4 глава 273. Но при больших температурах звезд эта поправка несущественна, и можно использовать всякую шкалу. Дальше в книжке температура будет указана в градусах Кельвина.

Эддингтон не один раз встречался с южноамериканским астрофизиком Генри Норрисом Расселом. В 30 лет Рассел уже был доктором Принстонского института. Как «старый принстонианец», он носил высочайшие башмаки со Как звезды светят и как они умирают 4 глава шнуровкой, крахмальные воротнички и дорогие костюмчики. Во время лаконичного пребывания в Кембридже Рассел так проникся местной атмосферой, что даже усвоил английский акцент. Будучи ханжой, с непринципиальным чувством юмора, он вытерпеть не мог, когда его называли большим спецом и глобальным авторитетом по Эросу — дело было в том, что предметом его кандидатской Как звезды светят и как они умирают 4 глава диссертации был астероид под заглавием Эрос. Рассел обладал не малым авторитетом в южноамериканском научном обществе, и начинающие астрофизики побаивались его. Коллеги вспоминали о нем как об эгоистичном, императивном и уверенном в себе человеке. При всем этом Рассел всю жизнь завидовал Эддингтону и собственному главному конкуренту, астрофизику Джеймсу Джинсу, потому Как звезды светят и как они умирают 4 глава что Джинс в Принстоне занимал более высшую должность с большей заработной платой. Вобщем, невзирая на свои личные недочеты и эксцентричность, он был потрясающим астрофизиком, а его дипломники работали чуть не во всех обсерваториях мира.

Рассел пробовал решить фундаментальную делему — как протекает актуальный цикл звезд, как они появляются, как Как звезды светят и как они умирают 4 глава эволюционируют и как погибают. В одной из первых работ Эддингтон развивал идею Рассела, касающуюся переменных звезд в созвездии Цефея. Сияние цефеид колеблется от максимума до минимума с периодом от нескольких часов до нескольких дней. К 1908 году было найдено более 1700 таких звезд и установлены определенные закономерности колебаний блеска звезд в созвездии Как звезды светят и как они умирают 4 глава Цефея[10]. Эддингтон вывел соотношение меж периодом колебания звезд и их плотностью, при этом результаты его расчета с хороший точностью соответствовали астрономическим наблюдениям[11].

И вот Эддингтон решил узнать, как звезды становятся цефеидами и что происходит с ними, когда, исчерпав свою энергию, они прекращают сиять и пульсировать. Первую подсказку Как звезды светят и как они умирают 4 глава он получил на лекции Рассела в Царском астрономическом обществе в 1913 году, когда Эддингтон стал доктором на кафедре, возглавляемой Филиппом Плумианом. Доклад Рассела был последним по расписанию, все уже практически засыпали, и только Эддингтон пристально слушал докладчика.

В XIX веке ученые нашли, что Вселенную пронизывают электрические волны. Человечий глаз способен различать только Как звезды светят и как они умирают 4 глава крохотный спектр электрического диапазона, меж ультрафиолетовым и инфракрасным излучением. Но на телескопах, установленных на орбитальных спутниках вне земной атмосферы работают датчики, чувствительные к невидимой глазу части диапазона. При помощи этих датчиков можно учить наинтереснейшие процессы во Вселенной, сопровождающиеся излучением в гамма- и рентгеновском спектре.

Каждый атом звезды испускает Как звезды светят и как они умирают 4 глава волны определенной частоты, точно так же, как камертон, имеющий заданную частоту звука. Излучение звезды представляет собой набор частот излучения множества атомов самых разных частей. Если сразу стукнуть по миллиону камертонов, то можно услышать только шум, не различая в нем частоты отдельных камертонов. Аналогично излучение звезд представляет собой набор Как звезды светят и как они умирают 4 глава множества разных длин волн электрического диапазона, который и изучают астрофизики при помощи разных спектроскопов, соединенных с окулярами телескопов. Попадающее в спектроскоп излучение звезды разлагается на набор частот, астрофизики фиксируют этот диапазон на фотопластинке, и любая частота проявляется как отдельная спектральная линия, подобно отпечаткам пальцев. Каждому хим элементу соответствуют собственные Как звезды светят и как они умирают 4 глава специальные спектральные полосы.

В конце XIX века астрологи Гарвардской обсерватории наняли низкооплачиваемых работниц для проведения систематизации спектров излучения 500 тыщ звезд. По температурам на поверхности звезды были разбиты на несколько классов, обозначенных как О, В, A, F, G, К, М, в порядке понижения температуры. Если О-звезды имеют поверхностные Как звезды светят и как они умирают 4 глава температуры в спектре от 28 000 до 50 000 К, то М-звезды — в спектре 2400–3480 К. Эти температуры были измерены при помощи спектров излучения звезд[12].

Блестящая мысль Рассела состояла в построении графика зависимости блеска звезд от их температуры. Вточности такой же график был построен датским астрологом и фотохимиком Эйнаром Герцшпрунгом независимо от Рассела Как звезды светят и как они умирают 4 глава[13], вот почему этот график получил заглавие диаграмма Герцшпрунга-Рассела (HR-диаграмма). Эта самая диаграмма завлекла повышенное внимание Эддингтона во время доклада Рассела в 1913 году.

Рассел тогда представил диаграмму для 300 звезд, расстояния от которых до Земли были известны с высочайшей точностью. Он был очень удивлен, что звезды на графике расположились совсем Как звезды светят и как они умирают 4 глава не хаотично. Большая часть звезд попало на полосу, идущую на искосок от жарких и ярчайших звезд О-типа в левом верхнем углу диаграммы до прохладных и мерклых звезд М-типа в правом нижнем углу графика. Эти звезды имели таковой же геометрический размер, как и наше Солнце. Рассел именовал эту Как звезды светят и как они умирают 4 глава диагональную полосу «главной последовательностью». Другой класс звезд — огромных по размеру и примерно одной яркости — оказался на горизонтали, отходящей от главной последовательности. По предложению Герцшпрунга Рассел именовал звезды на главной последовательности «карликами», а на горизонтальной полосе — «гигантами». Таким макаром, звезды были разбиты на два класса — гиганты (калоритные звезды, в 10-ки и сотки Как звезды светят и как они умирают 4 глава раз больше Солнца) и лилипуты (равные по размеру Солнцу, с наименьшей яркостью).

Позднее Рассел гласил, что изобрел диаграмму, «потому что она давала возможность систематизировать звезды таким макаром, чтоб они разместились на листе бумаги стандартного размера». Но эта диаграмма оказалась еще огромным, чем просто малогабаритный метод представления Как звезды светят и как они умирают 4 глава инфы. Уже скоро стало ясно, что исследование строения звезд, их жизни и погибели впрямую связано с их положением на HR-диаграмме. Эддингтон был одним из первых астрофизиков, который понял значимость этой диаграммы и попробовал интерпретировать заключенную в ней информацию о звездах. В итоге ему удалось найти хим состав звезд Как звезды светят и как они умирают 4 глава и источники излучаемого ими света.

Одна из звезд оказалась в особенности таинственной, потому что вполне выпадала из упорядоченной схемы Рассела. Этой звездой была 2 Эридана В, мерклый приятель 2 Эридана А[14]. Эти звезды, крутящиеся друг вокруг друга в нескончаемом танце, известны как двойная звезда. 2 Эридана В не попадала на главную последовательность — эта Как звезды светят и как они умирают 4 глава звезда не является ни гигантом, ни лилипутом, имеет высшую температуру поверхности (около 10000 К), но при всем этом обладает низкой светимостью и на диаграмме оказывается существенно ниже главной последовательности. (Рассел сначала посчитал эту звезду лилипутом, но Герцшпрунг ввел термин «темная белоснежная звезда», либо «белый карлик».)

Герцшпрунг и Рассел были очень Как звезды светят и как они умирают 4 глава удивлены этим исключением из правил. Но в некий момент Рассел вспомнил собственный разговор с Эдвардом К. Пикерингом, который в то время был самым влиятельным южноамериканским астрологом и занимал пост директора Гарвардской обсерватории. «Именно такие исключения и ведут к расширению наших познаний», — произнес ему Пикеринг в 1910 году. Через 25 лет после Как звезды светят и как они умирают 4 глава построения HR-диаграммы Эддингтон и Чандра попробовали решить загадку белоснежных карликов, считавшихся тогда конечной стадией эволюции хоть какой звезды. В 1915 году астрологи в первый раз нашли поразительные характеристики белоснежного лилипута Сириус В. Это открытие изменило не только лишь жизнь Чандры и Эддингтона, да и всю астрофизику.

Сириус В Как звезды светят и как они умирают 4 глава является звездой-компаньоном Сириуса А, самой броской звезды на ночном небе. Сириус привлек к для себя пристальное внимание еще в 1844 году, когда именитый германский астролог и математик, директор Кёнигсбергской обсерватории Фридрих Вильгельм Бессель высчитал, что расстояние от Земли до этой звезды примерно равно 9 триллионам 460 млрд км. Астрологов середины XIX века это Как звезды светят и как они умирают 4 глава поразило. Радиус Земли — 6290 км, расстояние от Земли до Солнца составляет практически 150 миллионов км, а до самой отдаленной планетки Галлактики Плутона малое расстояние — 4,3 млрд км. Сириус А далее от Земли на многие триллионы км, но его мощнейший свет, с помощью которого звезда видна в телескоп, длительно не давал способности найти звезду Как звезды светят и как они умирают 4 глава-компаньона.

В том же 1844 году Фридрих Бессель нашел, что траектория перемещения Сириуса А временами меняется, и пришел к выводу о воздействии некоторой «скрытой массы», которая совместно с Сириусом А крутится вокруг общего центра тяжести с периодом в 50 лет. 31 января 1862 года южноамериканский астролог и конструктор телескопов Альван Грэхэм Кларк при Как звезды светят и как они умирают 4 глава тестировании нового 18-дюймового телескопа-рефрактора в первый раз увидел спутник Сириуса А — звезду Сириус В.

Ведущий астролог США доктор Уолтер Сидни Адамс в Маунт-Вилсоновской обсерватории в Калифорнии измерил яркость Сириуса В, обусловил диапазон его излучения и обосновал, что 2 Эридан В не является единственным исключением на HR-диаграмме.

Итак Как звезды светят и как они умирают 4 глава, нашлась еще одна странноватая звезда — Сириус В. Как могут такие жаркие звезды испускать так не достаточно света? Кое-где допущена ошибка? А может быть, здесь как раз тот случай, о котором гласил Пикеринг?

По данным о периоде воззвания Сириуса А и Сириуса В, несимметричности орбиты и расстояния до Как звезды светят и как они умирают 4 глава Земли астрологи смогли вычислить массу Сириуса В. Она оказалась практически равной массе Солнца[15], другими словами примерно 2 млрд триллионов триллионов граммов, либо примерно 2×1033 граммов (в системе единиц, применяемых астрологами).

Был рассчитан также радиус Сириуса В, оказавшийся в двести раз меньше радиуса Солнца и приблизительно втрое больше радиуса Земли. Другими словами, Сириус Как звезды светят и как они умирают 4 глава В, по массе равный Солнцу, имеет объем только незначительно больше объема Земли. А означает, его средняя плотность ошеломляюще велика — 61000 граммов на кубический сантиметр! На Земле чайная ложка такового вещества весила бы практически 6 тонн — столько весит слон! Для описания настолько плотного вещества не подходят законы поведения безупречного газа и требуются Как звезды светят и как они умирают 4 глава новые законы. Эддингтон именовал эту идею «абсурдной»[16], решил отложить решение препядствия белоснежных карликов и сосредоточиться на физическом строении карликов и гигантов. Эддингтон желал осознать, почему звезды группируются в определенных областях HR-диаграммы, а не в каких-то других ее участках.

Но это и был один из Как звезды светят и как они умирают 4 глава важнейших, требующих ответа вопросов — почему звезды светят? Эддингтон считал, что теория, разработанная в конце XIX века германским энциклопедистом Германом фон Гельмгольцем и английским ученым Уильямом Томсоном (лордом Кельвином), совсем неверна. Согласно этой теории, частички звездного газа сжимались под действием гравитации, при всем этом их температура увеличивалась, и они начинали Как звезды светят и как они умирают 4 глава источать свет. Но если эта теория верна, то рассчитываемый возраст Солнца равен приблизительно 20 миллионам лет[17], а в 1917 году способом радиоактивной датировки уже был определен возраст Земли — 2 млрд лет. Как могло оказаться, что Земля старше Солнца?

Тогда и Эддингтон предложил альтернативную теорию, согласно которой происходит неспешная аннигиляция протонов и электронов с выделением Как звезды светят и как они умирают 4 глава энергии в виде света. Число электронов в звездах настолько громадно, что припасы энергии «почти неисчерпаемы». Но если протоны и электроны взаимно уничтожаются (конкретно таковой процесс в физике именуют аннигиляцией), то и сама звезда в конце концов должна пропасть. Не считая того, следовало ждать возникновения очень плотных и ярчайших Как звезды светят и как они умирают 4 глава звезд. Но в таком случае почему настолько плотные звезды, как белоснежные лилипуты, такие мерклые? И не есть ли пока неведомые нам процессы, которые каким-то образом препятствуют аннигиляции? Вот почему ученые решили, что, по-видимому, снутри звезд должны происходить некоторые ядерные взаимодействия, которые и служат неистощимым источником их энергии. И Как звезды светят и как они умирают 4 глава Эддингтон занялся определением источника энергии звезд, зияющих млрд лет.

В 1920 году Фрэнсис Астон, сорокатрехлетний химик Кавендишской лаборатории в Кембридже, сделал классное открытие: он показал, что четыре атома водорода весят больше 1-го атома гелия. К тому времени уже было понятно, что звезды состоят в главном из водорода и Как звезды светят и как они умирают 4 глава гелия, при этом атом гелия можно представить как четыре слившихся атома водорода. Оказалось, что масса ядра гелия меньше суммы масс 4 ядер водорода, хотя и только на восемь 10-х процента.

Эддингтон представил, что в этом случае может происходить перевоплощение массы в энергию. Если это так, то утрата массы будет соответствовать Как звезды светят и как они умирают 4 глава множеству энергии, согласно E = mc2, известному уравнению Эйнштейна[18]. В этом уравнении E — энергия, m — масса и c — скорость света, равная 300000 км/с. Таким макаром, исчезновение даже маленький массы тянет выделение множества энергии. Астон обрисовал свое открытие очень ярко: «Переход количества водорода, содержащегося в стакане воды, в гелий вызволяет энергию, достаточную для Как звезды светят и как они умирают 4 глава путешествия на „Куин Мэри“ через Атлантику с наибольшей скоростью».

Эддингтон сходу сообразил, что это открытие может разъяснить настолько долгое свечение звезд: «Если такое может быть в Кавендишской лаборатории, то и подавно на Солнце». В те времена ученые очень не много знали о строении атомного ядра, но понимали Как звезды светят и как они умирают 4 глава, что для слияния протонов температура снутри звезды должны быть очень высочайшей, чтоб придать частичкам энергию, достаточную для преодоления большого электростатического отталкивания. Правда, некие астрофизики утверждали, что температура снутри звезд не может быть настолько высока, на что Эддингтон гневно отвечал: «Тогда идите и найдите место погорячее».

Вот тогда он начал разрабатывать Как звезды светят и как они умирают 4 глава свою известную теорию, потом нареченную стандартной моделью Эддингтона.

Он стремился обрисовать происходящее снутри звезд только математическими способами. В 1917 году Эддингтон в первый раз предложил свою теорию, но в применении только к огромным звездам с так низкой плотностью, что к ним можно было использовать законы для безупречного газа. Температура Как звезды светят и как они умирают 4 глава снутри звезд добивается 10-ов миллионов градусов Кельвина, а означает, звезда испускает в рентгеновском спектре и испускает высокоэнергетичные кванты. При содействии с атомами звезд рентгеновские лучи отрывают от их электроны, начиная с наружных орбит, где электроны слабее связаны с ядром. Этот процесс ослабляет энергию излучения во внутренней части звезды. Оторванные («свободные») электроны некое Как звезды светят и как они умирают 4 глава время хаотически движутся, пока их не захватят другие атомы, из которых электроны опять выбиваются излучением. Это приводит к предстоящему ослаблению испускаемой энергии снутри звезды.

Ах так это обрисовывает Эддингтон: «Внутри звезды посреди атомов и электронов творится полная сумятица. Представьте для себя такую картину: со скоростью 80 км за секунду Как звезды светят и как они умирают 4 глава летают оборванные атомы, на которых, как лохмотья после драки, болтаются оставшиеся электроны. Вырванные из их электроны носятся в 100 раз резвее в поисках нового пристанища. Смотрите! — вот электрон приближается к атомному ядру, но с большой скоростью пролетает мимо него по крутой кривой. При последующей встрече с атомом он оказывается поближе, захватывается Как звезды светят и как они умирают 4 глава и прилипает к нему, теряя свободу. Но лишь на мгновение. Чуть атом обретает новейшую оболочку, как на него налетает новый квант света. С большой скоростью электрон снова вырывается на свободу в поисках новых приключений».

Для определения температуры звезды и интенсивности ее излучения Эддингтон был должен отыскать среднее число Как звезды светят и как они умирают 4 глава свободных электронов, приходящееся на атом, которое в астрофизике именуют «средним молекулярным весом». В то время астрологи считали, что звезды состоят из числа тех же частей, что и Земля, другими словами практически не содержат водорода и гелия и состоят из кислорода, железа, натрия, кремния, калия, магния, алюминия и кадмия Как звезды светят и как они умирают 4 глава[19]. Беря во внимание это предположение, также тот факт, что не все атомы теряют свои электроны, Эддингтон обусловил средний молекулярный вес равным 2,1.

Потом он представил, что хим состав схож для всех звезд, а означает, схож и их молекулярный вес. Последующий, подлежащий решению вопрос был о непрозрачности звезды, другими словами Как звезды светят и как они умирают 4 глава каким образом хим элементы не дают излучению выйти наружу. Если излучение будет свободно испускаться, то звезда очень стремительно остынет, но если звезда непрозрачна для излучения, то по мере его скопления она может подорваться. Эддингтон начал с того, что использовал математическую формулу для непрозрачности и вычислил для нее сейчас уже «физическую величину». Потом Как звезды светят и как они умирают 4 глава он преобразовал эту формулу с учетом критерий снутри звезды и получил сейчас уже «астрономическую величину» непрозрачности. При подстановке среднего молекулярного веса 2,1 им была рассчитана «астрономическая величина», которая подходила для хоть какой звезды[20].

Из этих расчетов Эддингтон сделал принципиальный вывод о том, как соотносятся массы звезд с Как звезды светят и как они умирают 4 глава их яркостью: чем больше масса огромной звезды, тем она ярче. Он именовал это соотношением масса — светимость. Умопомрачительно, что его вывод оказался правильным не только лишь для звезд-гигантов с низкой плотностью, описываемых законами безупречного газа, да и для еще более плотных звезд-карликов. Таким макаром, измерение светимости звезды астрономическими способами позволяло Как звезды светят и как они умирают 4 глава высчитать ее массу. Астрономы-теоретики подтвердили своими расчетами результаты Эддингтона и растолковали, почему более мощные звезды ярче наименее мощных и почему, к примеру, так необыкновенно ярок Сириус. И только поведение белоснежных карликов эта теория обрисовать не могла.

Эддингтон был поражен приобретенным результатом: «При сопоставлении поведения этих плотных Как звезды светят и как они умирают 4 глава звезд другими словами карликов, хотя и не белоснежных, я не ждал, что они попадут на одну кривую и будут соответствовать моей теории». Эддингтон вполне опроверг теорию Рассела, считавшего лилипуты очень плотными, чтоб подчиняться законам безупречного газа. Эддингтон представил, что, так как атомы снутри звезды практически стопроцентно лишены электронов, они Как звезды светят и как они умирают 4 глава во много раз меньше атомов на Земле и занимают снутри звезды намного наименьший объем места. Вот почему вещество снутри звезды ведет себя как безупречный газ даже при очень большой плотности. Рядовая звезда-карлик может быть настолько же плотной, как платина, и все таки вести себя как безупречный газ — и даже плотность платины Как звезды светят и как они умирают 4 глава еще далека от очень вероятной плотности.

Соотношение масса — светимость Эддингтона отлично согласовывалось с наблюдениями астрологов, но это соответствие было достигнуто высочайшей ценой. Для получения правильных результатов Эддингтону пришлось допустить, что астрономическая величина непрозрачности звезд в 10 раз больше ее физической величины. Появился «парадокс непрозрачности».

Этот значимый недочет собственной Как звезды светят и как они умирают 4 глава модели Эддингтон охотно признавал. Для его устранения потребовалось бы постулировать наличие в звездах множества водорода. Это стало совсем ясно при сопоставлении физических и астрономических величин, но повышение количества водорода должно было бы уменьшить радиационное давление снутри звезды, которое является принципиальным компонентом модели, что сделало бы стандартную модель несостоятельной.

Тем временем индийский Как звезды светят и как они умирают 4 глава физик Мегнад Саха сделал открытие, которое поставило под колебание стандартную модель Эддингтона. В 1920 году Саха нашел, что температура поверхности звезды связана с хим составом ее верхних слоев. На основании этого он показал, что в атмосфере Солнца водорода в миллион раз больше, чем хоть какого другого хим элемента. Не такая Как звезды светят и как они умирают 4 глава же ли картина и снутри светила? А если так, то почему водорода настолько не мало в звездах и так не достаточно на Земле? Эддингтон очень возлагал надежды, что следующие уточнения теории Саха избавят противоречия, но этого не вышло.


kakaya-iz-operacij-centrobanka-rossii-uvelichivaet-kolichestvo-deneg-v-obrashenii.html
kakaya-iz-perechislennih-nizhe-stran-dostigla-v-poslednie-4-desyatiletiya-naibolee-visokih-tempov-ekonomicheskogo-rosta.html
kakaya-iz-privedennih-nizhe-zadach-ne-yavlyaetsya-funkciej-gosudarstvennih-obrazovatelnih-standartov-obshego-obrazovaniya.html