|
Модератор |
|
Зарегистрирован: Сб сен 04, 2004 8:18 pm Сообщения: 4445 Откуда: Санкт-Петербург
|
ДОБАВЛЕНИЕ К ПРЕДЫДУЩЕМУ.
Валерий пишет:
Цитата: Завтра продолжу работу над статьей.
Если нужна будет помощь в математических расчётах - пишите на почту.
Я, как Вы знаете, прочно завяз в статье по астрономии. Несколько раз казалось, что конец близок - но опять обнаруживалось, что можно сделать лучше, используя более точные данные и расчёты.
Суть статьи (если "объяснять на пальцах") - в проверке гипотезы о термоядерных источниках энергии звёзд. Сказать честно, я с сомнением отношусь к этой теории. Она строится на предположении, что два протона могут слиться в дейтрон, если их приблизить на очень близкое расстояние, когда ядерные короткодействующие силы притяжения станут сильнее сил кулоновского отталкивания. Почему-то никого не смущает тот факт, что за всё время экспериментов по столкновению протонов высокой энергии в ускорителях - ни разу(!) такой реакции не было зарегистрировано. Но, в недрах звёзд, где температуры и давление очень высоки - такие реакции считаются возможными. Объясняют это туннельным эффектом - проникновением квантовых частиц под потенциальный кулоновский барьер. Эффект этот действительно есть и используется в современной промышленности. Но работает ли он в звёздах - большой вопрос. Дело в том, что сама концепция туннелирования основывается на очень упрощённой задаче из квантовой механики - в которой рассматривается ОДНА частица в полупространстве, где нет поля и потенциальный барьер в другом полупространстве. Частица из области, где нет поля - налетает на потенциальный барьер и, благодаря действию квантовых законов, может с некоторой вероятностью просочиться под него на некоторую глубину и, таким образом, приблизиться к источнику поля настолько близко, чтобы вступили в действие силы ядерного притяжения. Однако, внутри звёзд такая постановка задачи кажется сомнительной, так как внутри звёзд есть не одна частица - а ансамбль частиц - квановый ансамбль из миллиардов частиц и все они создают поля, которые, накладываясь друг на друга, создают некое единое поле, в котором эти частицы двигаются и взаимодействуют. Внутри звёзд вряд ли применима сама такая постановка задачи о туннелировании, а значит, и все теоретические формулы, вытекающие из решения этой задачи, нельзя применять в ситуации взаимодействия частиц внутри звёзд. Или, если всё же можно, то это надо доказывать, рассматривая более реалистичную постановку задачи с множеством частиц.
Такой постановки я не нашёл.
Но есть ещё один путь проверки гипотезы о термоядерных источниках энергии звёзд. Это - просто обычная проверка. Взять теорию, в которой предполагается, что источником энергии являются термоядерные реакции. Посчитать, что должно получаться и сравнить с тем, что на самом деле мы наблюдаем.
Имеющиеся данные о физических характеристиках звёзд позволяют построить линии "изофот" в плоскости "масса-радиус" звёзд. ("изофоты" (название было предложено Николаем Козыревым) - кривые фиксированной светимости звёзд, линии уровня для функции зависимости светимости звёзд от их массы и радиуса).
Теория позволяет теоретически рассчитать эти "изофоты". Сопоставляя фактические и теоретические "изофоты" - можно сделать вывод о соответствии теории с фактами, то есть, проверить теорию термоядерных источников энергии.
Вот такая задача. Я использовал политропную модель, которая хорошо работает для очень многих звёзд и является приемлемой (для нашей цели) теоретической моделью. Расчёты показали, что "изофоты" для политропы с фиксированным индексом идут под углом 70-90 градусов к фактическим "изофотам", то есть пересекают их, а не следуют вдоль, как этого можно было бы ожидать из теории.
Дальше я стал изучать вопрос - как всё-таки можно было бы подогнать теорию под данные. Для этого надо для каждой звезды, лежащей на "изофоте" заданной светимости, рассчитать подходящий индекс политропы и глубину фотосферы - той внешней части звезды, свет которой доходит до нас, и по виду спектра которого - мы делаем выводы о поверхностной (эффективной) температуре звезды.
Эту глубину фотосферы можно рассчитать двумя способами: либо используя сложные формулы современной теории фотосфер, либо, основываясь на подгонке теоретических "изофот" к фактическим "изофотам", построенным по наблюдательным данным. Это - два разных метода. Первый основывается на законах физики. Второй - на модели звёзд, в которой предполагается, что источником энергии являются термоядерные реакции. Если гипотеза термоядерных источников верна, оба расчёта должны давать примерно одинаковые результаты.
Сейчас я нахожусь на этой последней стадии этой работы. Она оказалась наиболее трудной. Считать надо, используя специальные программы, сделанные в Mathematica. Пока не ясно - сколько времени потребуется на эти расчёты.
Так что вопрос остаётся открытым. Может быть, гипотеза эта всё же верна. Хотя интуитивно, исходя из общих принципов гармонии устройства Вселенной, эта гипотеза кажется мне ошибочной. По сути, она ведёт к выводу о "тепловой смерти" Вселенной, когда эволюция всех звёзд завершится, теормоядерные источники будут израсходованы, и звёзды превратятся либо в остывающие белые карлики, либо в чёрные дыры - апокалиптическая картина конца мироздания. Не верю я, чтобы Мир был устроен настолько безнадёжно. Я думаю, что никакого конца быть не может в принципе, и звёзды - никогда не перестанут рассыпать свой свет, пробуждая жизнь на разных планетах в нашей прекрасной Вселенной.
С уважением,Григорий.
|
|