Воскресенье, 11.12.2016, 03:27


Приветствую Вас Гость | RSS

Главная | Регистрация | Вход


Меню сайта
Категории
Фотографии
Новое на форуме
Опрос
Какой химический элемент преобладает в составе Солнца?
Всего ответов: 11008
Главная » Статьи » Космос » 22.09.2016 » 17:03

Этапы Большого заблуждения. Возраст космических объектов

Звезда – это газовый шар.  Рождение, жизнь и смерть звёзды  определяются законами гравитации и ядерной физики. Для рождения звезды необходимо, чтобы возник уплотнённый газовый фрагмент достаточно большой массы. Это может произойти либо при столкновении больших газовых облаков, либо при разделении газо-пылевой межзвездной среды на две фазы – плотные холодные облака и разреженную среду с более высокой температурой.  В возникшем газово-пылевом уплотнении начинается гравитационное сжатие. Сжимающееся под действием гравитации газовое облако называются протозвездой.

Сжатие протозвезды включает несколько этапов. Оно начинается в режиме свободного падения частиц к центру облака. Постепенно протозвезда разделяется на компактное ядро и протяженную более разреженную оболочку. На начальной стадии сжатия протозвезда прозрачна для собственного теплового излучения. Но по мере уплотнения ядра оно становится непрозрачным для теплового излучения из центра. Выделяющаяся в ядре энергия медленно просачивается к поверхности, а температура ядра повышается. Когда температура ядра достигнет 2000 К, начинается разложение молекул H2 на атомы водорода. С этого момента начинается этап быстрого сжатия ядра, Образуется новое более компактное ядро с температурой порядка 2·104 К, на которое падают остатки первого ядра и оболочки протозвезды. Дальнейший рост массы ядра продолжается до тех пор, пока все вещество упадет на звезду. После этого ядро также продолжает сжиматься под действием гравитации, а его температура возрастает до тех пор, пока не достигнет величины, достаточной для начала термоядерных реакций. С началом термоядерных реакций сжатие ядра прекращается. Продолжительность периода сжатия зависит от массы звезды – чем больше масса, тем период сжатия короче. Типичная продолжительность стадии сжатия не превышает миллиона лет. В течение этого периода звезда излучает в инфракрасном диапазоне.

При достижении температуры в центре звезды ~ 106 К начинается термоядерное горение водорода. С этого момента наступает наиболее длительный стабильный период существования звезды. Он продолжается миллиарды лет. При горении водорода из четырёх атомов водорода образуется один атом гелия. Горение происходит в ограниченной центральной области звезды и сопровождается выделением большого количества энергии. Температура ядра звезды повышается до 107 K и в дальнейшем остаётся относительно постоянной.   Передача энергии из глубины звезды во внешние слои происходит двумя путями:
    1. В результате движения более горячего вещества из центральной части звезды, во внешние менее плотные слои (конвекция).
    2. За счёт переизлучения фотонов. Фотоны, испускаемые атомами, находящимися в центре, поглощаются другими атомами и вновь излучаются. Такой процесс происходит многократно. При этом энергии переизлучаемых фотонов постепенно уменьшаются. В случае Солнца, например, время диффузии энергии за счёт переизлучения от центра к поверхности составляет около 60 млн. лет.

После того, как в звезде выгорит весь водород, начинается ускоренный переход звезды к конечной фазе жизни. Процессы, которые начнутся в звезде, зависят от её массы. Звезда малой массы может превратиться в красный карлик и, медленно остывая, долго светить в инфракрасном  диапазоне. В звёздах с массами, большими 0,4 солнечных масс, начнётся процесс горения гелия с образованием ядер преимущественно углерода, кислорода и неона. Геливое горение не столь продолжительно, как водородное и длится всего несколько миллионов лет. В процессе ядерного горения появляются всё более тяжёлые химические элементы, вплоть до железа. Гелиевое ядро сильно сжимается, температура в нем повышается до ста миллионов градусов. Для очень массивных звёзд процесс завершается взрывом с образованием элементов тяжелее железа, включая радиоактивные элементы.  Звезды средних масс заканчивают свою эволюцию сбросом оболочки и превращением в белый карлик или нейтронную звезду.

Таким образом, для любой звезды неизбежны следующие два этапа эволюции:
1) краткий период гравитационного сжатия и 2) длительный период водородного горения.
А для звезды, с массой, большей, чем 0,4 солнечной массы, после этих двух периодов наступает третий, непродолжительный период гелиевого горения, который закончится либо взрывом звезды, либо сбросом оболочки. В процессе гелиевого горения звезда обогащается химическими элементами тяжелее гелия.

В астрономии  элементы тяжелее гелия принято называть металлами. Относительная концентрация металлов в  звезде называется металличностью. Металличность определяют по спектру звезды.

Из процесса эволюции достаточно массивной звезды следует, что на заключительном этапе развития звезды её металличность будет высокой, даже в том случае, если протозвезда состояла только из водорода и гелия. Что же касается начального этапа развития звезды, то никаких однозначных предсказаний о металличности звезды дать нельзя. Всё зависит от того, в какой среде зародилась звезда. Если звезда возникла из уплотнения, порождённого столкновением двух газовых облаков, то изначально она будет малометалличной. Если же звезда зародилась в газопылевом облаке с высокой концентрацией пыли, то уже на начальной стадии развития её спектр покажет большое содержание металлов. Поэтому не может быть однозначного соответствия между металличностью звезды и её возрастом.

Попытки установить связь между возрастом звезды и её металличностью продолжаются до настоящего времени. Для этого необходим детальный анализ излучения отдельных звёзд, что возможно только для нашей галактики Млечный Путь и её ближайших галактик-спутников, поскольку другие галактики на отдельные звёзды неразрешимы. Большой вклад в решение проблемы возраст-металличность сделан отделом космических исследований НИИ физики Южного федерального университета и персонально её сотрудником  доктором физико-математических наук В.А. Марсаковым http://www.dissercat.com/content/struktura-i-evolyutsiya-podsistem-galaktiki). Вот основные результаты по проблеме возраст-металличность.

 

Было известно, что наша Галактика состоит из нескольких подсистем (рис.1). Звёздная составляющая Галактики (балдж, тонкий диск и толстый диск) окружена большим газо-пылевым гало. 

Рис.1

В процессе более чем двадцатилетнего исследования В.А. Марсаковым  было установлено существование ещё одной звёздной подсистемы Галактики – так называемого аккрецированного гало. Оно состоит из малометалличных высокоскоростных звезд, которые попали в Галактику из разрушенных её приливными силами карликовых галактик-спутников. Скорости высокоскоростных звёзд могут превышать 1000 км/с. На рис.2 показан снимок одной из таких звёзд (http://kosmosnov.blogspot.ru/2014/02/Kappa-Cassiopeiae.html): «Красная дуга на этом снимке является гигантской ударной волной, созданной скоростной звездой, известной как Каппа Кассиопеи. …По отношению к своим звездным соседям она движется со скоростью 1100 километров в секунду. …Бело-голубая звезда Каппа Кассиопеи видна на небе невооруженным взглядом в созвездии Кассиопеи, однако её ударную волну можно разглядеть только в инфракрасном свете».

Рис. 2

Трудность исследования связи между возрастом и металличностью звёзд заключается в том, что  искомые изменения параметров внутри каждой галактической подсистемы, как правило, не превышают ошибок измерения. Конечно, при усреднении ошибки отдельных измерений должны частично взаимно уничтожаться. Но для получения статистически значимых результатов нужно иметь огромное количество астрометрических и фотометрических данных для многих тысяч звезд. Получение таких данных стало возможным только с развитием сети наземных и спутниковых автоматических станций наблюдения и создания на их основе объёмных каталогов. Накопленные данные позволили определить для значительной части звёзд температуры, абсолютные звездные величины, металличности, пространственные скорости, галактические орбиты и многое другое. В результате проделанной работы было установлено, что однозначной связи между возрастом и металличностью звёзд не существует. Причём, для звёзд любого возраста, и молодых и старых.

Окончательный результат исследований  В.А. Марсаковым был опубликован в 2007 году. Наличие однозначной связи между возрастом и металличностью звёзд ставилось под сомнение другими авторами и ранее.

В официальной же астрофизике в настоящее время принята такая концепция: чем старее звезда, тем ниже её металличность. Здесь требуется уточнить понятие возраста звезды – звезда считается тем старее, чем ближе время её зарождения к моменту Большого взрыва.  Эта официальная концепция возникла из представления о первичном нуклеосинтезе, происходившем в процессе Большого Взрыва. Считается, что при первичном нуклеосинтезе во Вселенной возникли водород (75 %), гелий (25 %) и следы лития и бериллия. Но такой состав Вселенной не позволял объяснить наблюдаемый химический состав звёзд галактики Млечный Путь. Поэтому была предложена следующая схема. Первое поколение звёзд, состояло только из водорода и гелия и не содержало металлов. Эти звёзды были чрезвычайно массивны.  В течение их короткой жизни в них синтезировались элементы тяжелее гелия. Затем эти звёзды погибали в результате взрыва сверхновых, и синтезированные элементы распределялись по Вселенной. Второе поколение звёзд  родилось из материала звёзд первого поколения и уже имело металличность, но довольно малую. Звёзды третьего поколения возникли из материала разрушившихся звёзд второго поколения. Звёзды третьего поколения – это самые молодые звёзды. Они содержат самое высокое количество металлов. Галактика Млечный Путь состоит из звёзд третьего поколения. Поскольку каждое следующее поколение рождается из газа, получившегося после распада звёзд предыдущего поколения, то  в одном месте в одно и то же время звёзды разных поколений появиться не могут.

В соответствии с этой схемой была разработана методика расчёта возраста звезды по её металличности, которой пользуются до настоящего времени.

Но постепенно стали появляться наблюдения, не укладывающиеся в схему из трёх последовательных поколений звёзд. Первые такие наблюдения относятся к малометалличным скоростным звёздам, составляющим, как установлено В.А. Марсаковым  аккрецированное гало нашей Галактики.  Первой такой звездой была звезда-субгигант HD 140283 в созвездии Весов, расположенная в 190,1 световых годах от Земли. Звезду относят ко второму поколению звёзд с малым содержанием металлов. Эта звезда была обнаружена астрономами ещё более ста лет назад. Она привлекла к себе внимание именно высокой скоростью движения по небу. Возраст звезды согласно первоначальной оценке равнялся 16 млрд. лет. Поскольку это разительно отличалось от принятого возраста Вселенной (13,7 млрд. лет), то занялись уточнением возраста звезды. «Уточнённая» оценка была такой:  возраст звезды превышает 13,2 миллиарда лет (насколько превышает, не конкретизировалось). Затем уточнением возраста звезды занялась группа астрономов под руководством Х. Бонда из Университета штата Пенсильвания. С помощью телескопа Хаббл было уточнено расстояние до звезды. После чего был заявлен новый возраст звезды – 14,5 млрд. лет. Это также не соответствует возрасту Вселенной 13,7 млрд. лет. Но Х. Бонд полагает, что несоответствие можно объяснить неточно известным химическим составом звезды. Однако на всякий случай осторожно заявляет: «Может быть, ошибается космология, а может наши знания физики звезд неверны». Разумная осторожность. Потому что объяснить, как в достаточно массивной звезде за 14,5 млрд. лет не прошли процессы водородного, а затем  гелиевого горения (они обогащают звезду металлами) вряд ли возможно.

Наличие малометалличных звёзд в галактике Млечный Путь само по себе свидетельствует об ошибочности схемы трёх последовательных поколений звёзд. Поскольку каждое следующее поколение рождается из газа, получившегося после распада звёзд предыдущего поколения, то  в одно и то же время звёзды разных поколений сосуществовать не должны. Но на этом факте старались особо не заострять внимание.

Но вот в 2007 году телескоп Хаббл в шаровом скоплении NGC 2808 обнаружил все три поколения звёзд сосуществующих одновременно. Шаровое скопление NGC 2808 содержит более одного миллиона звёзд и является одним из самых крупных из 150 известных объектов своего класса. Затем одновременное сосуществование нескольких поколений звёзд было обнаружено в другом шаровом скоплении – Омега Центавра. Эти два наблюдения окончательно лишают правдоподобия схему последовательных поколений звёзд, предложенную официальной космологией для объяснения химического состава нашей Галактики. К настоящему времени были обследованы в поисках нескольких поколений светил только два шаровых скопления. Но уже готовится исследование и других шаровых скоплений на предмет сосуществования различных поколений звёзд.

Но и это ещё не всё, что свидетельствует о дискредитации схемы звездных поколений. В 2004 г. телескоп Хаббл на расстоянии всего 45 млн. световых лет от Млечного Пути обнаружил галактику, названную Zwicky 18,  состоящую почти исключительно из водорода и гелия. Из более тяжелых элементов в ней обнаружены лишь следы углерода, азота и кислорода. Спектральный анализ показал, что ее звезды не старше 500 млн. лет. Таким образом, однозначно получалось, что это очень молодая галактика.

Поскольку считалось, что формирование галактик происходило в течение первого миллиарда лет после Большого Взрыва, но никак не через 13 млрд. лет, был предложен довольно фантастический сценарий рождения галактики сразу после Большого взрыва (http://www.popmech.ru/article/2562-galaktika-s-syurprizom/). Может быть этот сценарий и стали бы рассматривать всерьез, но в конце  того же 2004 года американское космическое агентство NASA опубликовало сообщение об обнаружении на сравнительно небольшом расстоянии от Млечного Пути  более 30 очень крупных галактик на стадии зарождения (http://forums.airbase.ru/2004/12/t30587--samaya-molodaya-galaktika.7731.html). Для этих тридцати случаев фантастические сценарии придумывать уже не имело смысла. Оставалось признать, что рождение малометалличных звёзд и даже целых галактик происходит во Вселенной во всё время её жизни. Вопрос упирался теперь только в то, а каково же на самом деле время жизни Вселенной.

В настоящее время возраст Вселенной признаётся равным 13.77+-0.059 млрд. лет. Это следует из красного смещения излучения, истолкованного как разбегание галактик, и нестационарного решения уравнений общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна. Но, во-первых, красное смещение имеет и другое, альтернативное объяснение. А, во-вторых, любое решение ОТО, в том числе и нестационарное, не имеет ни какой предсказательной силы, потому что в ОТО обнаружены серьёзные физические несоответствия (http://astrogalaxy.ru/918.html). Поэтому на данном этапе утверждать что-либо о возрасте Вселенной нет никаких оснований. Напротив, наблюдения последних лет, свидетельствующие о продолжающемся зарождении звёзд и галактик, дают основание для утверждения о вечном существовании Вселенной.

Подведём итог сделанного обзора.  Анализ астрономических наблюдений последних лет показывает:
реальный возраст звёзд, галактик и самой Вселенной, не согласуется с возрастом этих космических объектов, найденным по методикам, разработанным на основании теории Большого взрыва.

Категория: Космос | Добавил: Test (22.09.2016) | Автор: Л.М. Топтунова
Просмотров: 408 | Комментарии: 1 | Теги: теории, Космос, аозраст
Всего комментариев: 1
avatar
0
1 serselos • 20:27, 27.09.2016
А что, вполне логично! Вселенная может развиваться, развиваться
и до развивается до того, что появятся свинцовые звёзды.

avatar
Вход
Профиль
Воскресенье
11.12.2016
03:27

Интересное
Поиск по сайту

Новости космоса на главной странице Яндекса.

Добавьте наш виджет, кликнув по картинке, и будьте всегда в курсе последних событий.


Чат Пульсар
Статистика

Онлайн всего: 13
Гостей: 12
Пользователей: 1

Ravus