Astronet > Forumy > Astronomiya i Internet > Re: "Volshebnye" principy astronomii

A. N. Churaev · 7.08.2007 11:40

Astronomiya eto ves'ma interesnaya nauka. No eshe interesnee ee delayut nekotorye "volshebnye" i pri etom tainye principy, kotorye ispol'zuyutsya v nekotoryh teoriyah. Naprimer, "princip odnorodnosti sostava ob'ektov". Chto eto eshe za princip takoi? Nu eto takoi princip soglasno kotoromu sostav poverhnosti zvezdy takoi zhe kak i sostav ee glubin, sostav verhniv sloevatmosfery planet-gigantov takoi zhe kak i sostav nizhnih sloev atmosfery. Pochemu etot princip tainyi i "volshebnyi"? Tainyi on potomu chto o nemnikto ne govorit, a "volshebnyi" on potomu chto voobshe-to protivorechit zakonam fiziki. Izvestno, chto davlenie gazaeksponencial'no umen'shaetsya s vysotoi, prichem massa molekul gaza ona v eksponente stoit. Drugimi slovamichem bol'she massa molekul gaza tem bystree padaetplotnost' etogo gaza s vysotoi.I sootvetstvenno vyshe vseh zaberetsya samyi legkii gaz (gaz s samoi malen'koi massy molekuly). Pravda gaz mozhet zabrat'sya slishkom daleko i prosto naprosto uletet' s planety - vse zavisit ot moshnosti gravitacionnogo polya (a takzhe ot temperatury, nalichiya ili otsutstviya moshnogo solnechnogo vetra).

Itak chto my imeem? Verhnie sloi atmosfery Yupitera sostoyat iz vodoroda. Esli vospol'zovat'sya "principom odnorodnosti sostava ob'ektov", to togda my poluchim, chto ves' Yupiter sostoit iz vodoroda i imeet kristallicheskoe yadro, i voobshe yavlyaetsya ne planetoi a gazovym gigantom ("volshebnyi princip" poprozhdaet ne menee "volshebnye" ob'ekty). A esli ne ispol'zovat' etot princip, to chto nam tot fakt, chto verhnie sloi atmosfery Yupitera sostoyat iz vodoroda? Nu sobstvenno tol'ko to, chto moshnosti gravitacionnogo polya Yupitera dostatochno chtoby uderzhat' vodorod, a v bolee glubokih sloyah Yupiter "soderzhit" bolee tyazhelye gazy... nu itverdaya poverhnost' u nego tozhe sudya po vsemu est'. Pochemu est'?Nu chto proishodit s meteoritami,asteroidami, kometami,kotorye regulyarno padayut na Yupiter? Oni sgorayut (tochnee isparyayutsya). Nu a dal'she? A dal'she isparivshee veshestvo ostyvaet, kondensiruetsya, kristallizuetsya i padaet vniz. Kuda padaet? Na poverhnost'! Dazhe esli ee kogda-to ne bylo, to poverhnost' sozdali ostanki meteoritov i asteroidov.

Dmitrii Docenko · 7.08.2007 13:29

Esli ne slozhno, utochnite, gde vy zametili nepravomernoe ispol'zovanie etogo principa. Konechno, ego bezdumnoe primenenie bylo by oshibochnym. No est' situacii, kogda on primenim. Vot dva primera.

1. Esli zvezda polnost'yu konvektivnaya (na linii Hayashi ili vblizi nee), to konvekciya obespechivaet odnorodnyi po vertikali sostav. Ona takzhe mozhet rabotat' v planetah-gigantah, tak kak oni vnutri goryachee, chem snaruzhi (no ya ne znayu, rabotaet li konvekciya, t.e. vypolnyaetsya li kriterii Shvarcshil'da - eto nuzhno proverit' po literature).

2. Esli vremya himicheskoi segregacii bol'she vremeni sushestvovaniya ob'ekta, to tyazhelye elementy eshe ne uspeli "potonut'" (nu, po zakonu Arhimeda), i ob'ekt odnoroden po vertikali (imeet tot zhe profil', chto i vo vremya ego obrazovaniya). Eto otnositsya kak minimum k goryachemu mezhgalakticheskomu gazu v skopleniyah galaktik i k "gazu" zvezd v ellipticheskih galaktikah.

A. N. Churaev · 7.08.2007 21:46

Ya govoryu o primenenii etogo principa k zvezdam (vsem!) i k planetam-gigantam. I vyshe ya pisal o tom, chto etot princip ispol'zuetsya dlya opredeleniya sostava Solnca i atmosfery Yupitera. Chto kasaetsya odnorodnosti mezhzvezdnogo i mezhgalakticheskogo gaza, to ya nichego protiv etogo ne imeyu. Sobstvenno ih odnorodnost' obosnovana i net nuzhdy v ispol'zovanii "volshebnogo" to est' neobosnovannogo principa odnorodnosti. Chto kasaetsya vliyaniya konvekcii na odnorodnost' ob'ektov (odnorodnost' zvezd i atmosfer planet) to konvekciya mozhet snizit' neodnorodnost', no ne mozhet sdelat' ob'ekt odnorodnym. Osobenno eto kasaetsya teh ob'ektov kotorye sostoyat iz elementov sil'no otlichayushihsya po masse. Iony zheleza iz central'nyh oblastei solnca prakticheski ne imeyut shansov vybrat'sya na poverhnost' poskol'ku slishkom bol'shoi put' im nuzhno prodelat' (radius solnca ved' sostavlyaet bolee polumilliona kilometrov) a ih massa vo mnogo raz prevoshodit massu ionov geliya i tem bolee vodoroda. K tomu zhe soglasno dominiruyushei teorii glubinnye sloi solnca ne podverzheny konvekcii (pravda chto tam podverzheno ei, a chto neizvestno - eto tol'ko predpolozhenie). Kstati govorya massa ionov geliya v 4 raza prevoshodit massu ionov vodoroda, no tem ne menee na poverhnosti solnca nemalo geliya. O chem eto govorit? A o tom, chto geliya v solnce bol'she chem vodoroda, i namnogo bol'she. No ladno, bog s nim s solncem, davaite vspomnim chto pishut pro sostav zvezd-gigantov. Vot k nim v polnoi mere primenyayut vysheopisannyi "volshebnyi" princip. I nikogo ne smushaet tot fakt, chto esli v takuyu zvezdu bodbrosit' shar svinca razmerom s solnce, to na poverhnosti zvezdy giganta nichego ne izmenitsya. Voobshe nichego! Shansy ionov svinca preodolet' sotni millionov kilometrov v gravitacionnom pole zvezdy, sopernichaya s ionami ugleroda, prakticheski tozhdestvenny nulyu. Na poverhnosti zvezdy kak ih ne bylo tak i ne budet. Namek ponyaten?

M. Yu. Yakimov · 8.08.2007 0:52

Gospodin Churaev! Po-moemu, Vy kritikuete vozzreniya serediny pozaproshlogo veka. Nauka ved' ushla daleko vpered, i ne stoit s elementarnymi soobrazheniyami na urovne shestogo klassa srednei shkoly pytat'sya chto-to tam oprovergnut'. A s kem Vy, sobstvenno, polemiziruete? Gde i kak primenyayutsya te samye "principy", o kotoryh Vy tut govorite?Na etom saite mnogo statei, pochitaite ih, i uvidite, byt' mozhet, chto sovremennaya nauka osnovana ne na kakih-to tam "principah", kotorye ne bolee chem sposob rassuzhdeniya, a na glubokom znanii yavlenii prirody, kotorye nakaplivayutsya i obobshayutsya uzhe bolee 300 let! Slovom, gospodin Churaev, uchit'sya, uchit'sya i eshe raz uchit'sya. Mozhet togda u Vas propadet zhelanie chinit' mikroskopy toporom.

A. N. Churaev · 8.08.2007 10:34

Gospodin Yakimov! Svoyu poziciyu ya argumentiroval. Vy zhe nichego ne skazali, krome obshih slov o tom, chto "sovremennaya nauka osnovana ne na kakih-to tam "principah", kotorye ne bolee chem sposob rassuzhdeniya, a na glubokom znanii yavlenii prirody, kotorye nakaplivayutsya i obobshayutsya uzhe bolee 300 let". A frazy vrode "da vy ... ne znaete, vam nado uchit'sya i uchit'sya, i o chem voobshe s vami mozhno razgovarivat'" eto tem bolee ne argument. Esli vam religiya ne pozvolyaet obsuzhdat' sushestvuyushie teorii, to ne obsuzhdaite ih, no ne meshaite drugim eto delat'. Kstati, gluboko religioznye lyudi ne mogut zanimat'sya naukoi.

Dmitrii Docenko · 8.08.2007 12:25

Gospodin Churaev! Vy oshibaetes' -- pri sovremennyh metodah issledovaniya v privedennyh vami primerah odnorodnost' ne predpolagaetsya. Ya dopuskayu, chto dlya prostoty ona predpolagalas' v vychisleniyah nachala 20-go veka. U menya v rukah kniga Martina Shvarcshil'da "Stroenie i evolyuciya zvezd" (angliiskoe izdanie vyshlo v konce 50-h godov!), tak tam dany v tablichnoi forme neskol'ko primerov vnutrennego stroeniya zvezd. Himicheskii sostav tozhe zatabulirovan i peremenen po vertikali.

Znakomyi zanimaetsya zvezdnoi evolyuciei s pomosh'yu koda, kotoromu 20-30 let (konechno, on za eto vremya menyalsya i uluchshalsya). Kod, estestvenno, otslezhivaet himicheskii sostav (inache nevozmozhno rasschitat' skorost' yadernyh reakcii v central'noi chasti zvezdy) i konvekciyu.

Kak literaturu, mogu posovetovat' pochitat' kurs "vvedenie v astrofiziku" http://www.mpe-garching.mpg.de/~bender/imprs/imprs_intro.html -- sm. tret'yu lekciyu. Eto ne edinstvennyi i ne luchshii na svete kurs; no ya znayu, chto tam est' informaciya, kotoroi dostatochno dlya togo, chtoby vashi somneniya rasseyalis'.

Kstati, konvekciya namnogo bystree himicheskoi segregacii. Da, neodnorodnost' na urovne 10^-5 mozhet ostatsya, no vryad li bol'she. Naschet "kakoi put' im nado prodelat'" - eto ne argument, u nih na etot put' est' milliard let, tak chto hvatit dazhe skorosti v 10^-4 mm/sek, a konvektivnye skorosti namnogo bol'she (edinicy i desyatki metrov v sekundu).

Naschet planet ya faktov privesti ne mogu, potomu kak etoi temoi ne zanimalsya. No dumayu, chto i tam odnorodnosti ne predpolagayut, naprimer, na toi zhe vikipedii eto yavno napisano.

Otkrovenno govorya, posle napisaniya etogo teksta ya perestal ponimat', otkuda vy vzyali etot princip. Poetomu, esli vam ne slozhno, ne mogli by vy poyasnit', kakie konkretno teorii imeli v vidu, kogda pisali "``volshebnye`` i pri etom tainye principy, kotorye ispol'zuyutsya v nekotoryh teoriyah".

A. N. Churaev · 8.08.2007 22:14

Gospodin Docenko! Spasibo za ssylku na kompetentnyi (na vash vzglyad) istochnik. Teper' mne est' na chto ssylat'sya. Ya obnaruzhil, chto tam chernym po belomu napisano: "Russel-Vogt-Teorem: For a star of given chemical composition and mass there exists only equilibrium configuration which solves the boundary problem of stellar structure." I srazu zhe za formulirovkoi teoremy sleduet zamechanie: "The theorem is based on the wrong assumption that the chemical composition of a star is homogenous". To est' napisano rovno to o chem ya i govoril, chto sostav zvezdy schitaetsya odnorodnym! Doslovno napisano chto "teorema osnovyvaetsya na oshibochnom predpolozhenie o tom, chto himicheskii sostav zvezdy odnoroden". Ya ponimayu, chto sostav zvezdy ochen' slozhno opredelit' - ved' nel'zya zhe vzyat' proby v samom dele. No utverzhdat', chto my tochno znaem sostav zvezd, chto znaem kak oni evolyucioniruyut - eto perebor.

A. N. Churaev · 8.08.2007 22:31

Gospodin Docenko! Spasibo za ssylku na kompetentnyi (na vash vzglyad) istochnik. Teper' mne est' na chto ssylat'sya. Ya obnaruzhil, chto tam chernym po belomu napisano: "Russel-Vogt-Teorem: For a star of given chemical composition and mass there exists only equilibrium configuration which solves the boundary problem of stellar structure." I srazu zhe za formulirovkoi teoremy sleduet zamechanie: "The theorem is based on the wrong assumption that the chemical composition of a star is homogenous". To est' napisano rovno to o chem ya i govoril, chto sostav zvezdy schitaetsya odnorodnym! Doslovno napisano chto "teorema osnovyvaetsya na oshibochnom predpolozhenie o tom, chto himicheskii sostav zvezdy odnoroden". Ya ponimayu, chto sostav zvezdy ochen' slozhno opredelit' - ved' nel'zya zhe vzyat' proby v samom dele. No utverzhdat', chto my tochno znaem sostav zvezd, chto znaem kak oni evolyucioniruyut - eto perebor.

A. N. Churaev · 8.08.2007 22:31

Gospodin Docenko! Spasibo za ssylku na kompetentnyi (na vash vzglyad) istochnik. Teper' mne est' na chto ssylat'sya. Ya obnaruzhil, chto tam chernym po belomu napisano: "Russel-Vogt-Teorem: For a star of given chemical composition and mass there exists only equilibrium configuration which solves the boundary problem of stellar structure." I srazu zhe za formulirovkoi teoremy sleduet zamechanie: "The theorem is based on the wrong assumption that the chemical composition of a star is homogenous". To est' napisano rovno to o chem ya i govoril, chto sostav zvezdy schitaetsya odnorodnym! Doslovno napisano chto "teorema osnovyvaetsya na oshibochnom predpolozhenie o tom, chto himicheskii sostav zvezdy odnoroden". Ya ponimayu, chto sostav zvezdy ochen' slozhno opredelit' - ved' nel'zya zhe vzyat' proby v samom dele. No utverzhdat', chto my tochno znaem sostav zvezd, chto znaem kak oni evolyucioniruyut - eto perebor.

A. N. Churaev · 8.08.2007 23:05

Proshu izvinit' menya za flud - eto problemy s serverom. V kachestve al'ternativy principu odnorodnosti mozhno vzyat' model' soglasno kotoroi zvezda sostoit iz smesi odnoatomnyh gazov. Zavisimost' davleniya gaza ot vysoty v odnorodnom gravitacionnom pole shiroko izvestna - eto ekponenta s massoi molekuly gaza v stepeni eksponenty. Ya ponimayu, chto plazma eto ne to zhe samoe chto gaz, no takaya model' zametno luchshe chem odnorodnost' ili pochti odnorodnost' (eto kogda sostav poverhnosti malo otlichaetsya ot sostava glubinnyh sloev).

M. Yu. Yakimov · 8.08.2007 23:27

Net, gospodin Churaev, Vy govorite ne o tom zhe. Vy berete formulu Bol'cmana, i schitaete, chto ona primenima dlya vsego ob'ema zvezdy (planety), kogda na samom dele ona primenima, da i to ogranichenno, tol'ko dlya atmosfery (ili v sluchae zvezd, fotosfery), kotoraya imeet tolshinu poryadka 0,1-1% diametra nebesnogo tela. Tak chem zhe Vashi rassuzhdeniya luchshe, chem kritikuemyi vami "princip odnorodnosti", o kotorom k tomu zhe vse uzhe davno zabyli? Teper' chto kasaetsya lichnyh vypadov. Znaete, gospodin Churaev, obshie slova - eto ne vsegda ploho, a argumenty - ne vsegda horosho. Po povodu formuly Bol'cmana, kotoruyu Vy prinyali tak blizko k serdcu, ya uzhe skazal. Teper' o svincovom share diametrom s Solnce. Skazav ob etom, Vy raspisalis' v tom, chto ne znaete, chto takoe gidrostaticheskoe ravnovesie, neitronizaciya i gravitacionnyi kollaps. Ved' takoi shar ne mozhet sushestvovat' - on nemedlenno kollapsiruet s kolossal'nym vzryvom. Buduchi kakim-to obrazom pomeshennym v centr zvezdy - lyuboi, ne obyazatel'no giganta - on nemedlenno vyzovet ee vzryv. A vy bez teni somneniya govorite, chto ego nel'zya budet obnaruzhit'. Tak chto, gospodin Churaev, uchit'sya, i eshe raz uchit'sya. A potom mozhno budet i o chastnostyah potolkovat'.