Astronet > Forumy > Astronomiya i Internet > Re[2]: "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? ...

M. Yu. Yakimov · 10.08.2007 0:56

Na fakt peremeshivaniya ukazyvaet nalichievseh vozmozhnyhproduktov yadernyh reakcii, kotorye proishodyat v yadre zvezdy, v ee atmosfere. Poishite v Internete stat'yu doc.Kazanskogo universiteta gospozhiMashonkinoi "Kak i zachem izuchayut himicheskoe stroenie zvezd" (ona byla opublikovana v sorosovskom zhurnale). Tam napisano takzhe, kak korrektiruyut spektroskopicheskie dannye, soglasovyvaya sostav molodyh zvezd s sostavom tumannosti, iz kotoroi oni obrazovalis'. Vy, kstati, ne propustili upominanie v knizhke Nasimovicha o razvitii v poslednie gody solnechnoi seismologii i neitrinnoi astronomii - eti discipliny dayut pryamuyu informaciyu o vnutrennem stroenii Solnca -tam est' dazhe ssylka na stat'yu po etomu voprosu. Takzhepervonachal'nyi variant knigi Zasova i Postnova mozhno naiti po adresu: http://www.phys.msu.ru/rus/library/resources-online/2005-postnov-zasov.pdf.

A. N. Churaev · 10.08.2007 1:28

Vot svezhie dannye o umen'shenii soderzhaniya uglekislogo gaza nachinaya s vysoty 70-75 kilometro: http:// www.istc.ru/istc/sc.nsf/news/russian-science-news-where-does-carbon-dioxide-live.htm?open&lang=ru Eto znachitel'no men'she vysoty geterosfery. No v lyubom sluchae aktivnoe peremeshivanie atmosfery sushestvenno vliyaet na zavisimost' sostava ot vysoty. Chto kasaetsya Yupitera, to vot zdes' dana ssylka astroneta na dannye pro Yupiter: http://www.seds.org/ nineplanets/nineplanets/jupiter.html Tam chestno napisano, chto my nablyudaem tol'ko verhnie sloi atmosfery Yupitera i mozhem tol'ko predpolagat' o tom, chto vnutri nego. Dalee sleduet opisanie gipotez o tom, chto vozmozhno Yupiter soderzhit yadro iz zhidkogo ili kristallicheskogo vodoroda. No poka eto tol'ko gipteza. I poka my ploho predstavlyaem sebe i sostav atmosfery Yupitera i processy kotorye v nei proishodyat - dlya nas eto poka zagadka. Chto kasaetsya peremeshivaniya plazmy na Solnce, to soglasno sovremennym predstavleniyam konvekciya proishodit tol'ko v verhnih sloyah, a v bol'shei chasti Solnca nikakoi konvekcii net. Ya tak ponimayu, chto v etoi bezkonvekcionnoi vnutrennei chasti vse-taki proizoidet razdelenie plazmy po sostavu pod vozdeistviem gravitacii?

A. N. Churaev · 10.08.2007 9:29

"Na fakt peremeshivaniya ukazyvaet nalichievseh vozmozhnyhproduktov yadernyh reakcii, kotorye proishodyat v yadre zvezdy, v ee atmosfere." Tochnee govorya nalichie vozmozhnyh produktov vozmozhnyh yadernyh reakcii v atmosfere zvezdy govorit o vozmozhnom intensivnom peremeshivanii i sootvetstvenno o vozmozhnoi odnorodnosti sostava zvezdy. No takzhe vozmozhno, chto intensivnoe peremeshivanie proishodit tol'ko v verhnih sloyah zvezdy i sostav ee poverhnosti ne imeet nikakogo otnosheniya k sostavu yadra zvezdy i k reakciyam, kotorye v nem proishodyat. Chto kasaetsya solnechnoi seismologii, to ona issleduet uprugie svoistva vnutrennih sloev Solnca. No k bol'shomu nashemu sozhaleniyu my poka ne umeem opredelyat' sostav po dannym uprugih svoistv plotnoi i vysokotemperaturnoi plazmy. Da i sostav yadra Zemli my ne mozhem opredelit'. Znachem uprugie svoistva materialov yadra, no ne ego sostav.

Dmitrii Docenko · 10.08.2007 14:20

Uvazhaemyi A.N.! Pozvol'te zadat' vam paru voprosov na vashi citaty.

> No prosto goloslovno zayavlyat', chto plazma Solnca i prochih zvezd odnorodna po himicheskomu sostavu i pochti nezavisit ot glubiny - eto voobshe proizvol!

Kto eto zayavlyaet? Zamechu, chto etot vopros ya zadayu kak minimum vtoroi raz.

> dlya togo chtoby opredelit' kak vliyaet gravitaciya na sostav plazmy neobhodimo proizvesti ekperiment

Dumayu, dlya etogo vam dostatochno budet poznakomitsya s teoriei; eksperiment - vesh' neprostaya. Smile

V lyubom sluchae, zakony izvestny i dostatochno chislennogo eksperimenta. Kstati, kakuyu stepen' neodnorodnosti vy ozhidaete v kamere vysotoi 10 m v plazme temperaturoi 6000 K (kak v fotosfere Solnce)?

> vse eti traktaty eto fil'kina gramota!

Obosnuite, a? (to, chto vy ne ponimaete fiziku zvezd, za obosnovanie ne schitaetsya) Wink

> Mozhet delo v tom chto iz-za nizkoi plotnosti zvezdy ona ne smogla uderzhat' vodorod i gelii i eti legkie elementy prosto uleteli s poverhnosti zvezdy?

Razve tak slozhno ocenit', skol'ko uletit vodoroda s poverhnosti krasnogo giganta za ego vremya zhizni? Prodelaite raschet i otvet stanet ocheviden.

> Ya tak ponimayu, chto v etoi bezkonvekcionnoi vnutrennei chasti [Solnca] vse-taki proizoidet razdelenie plazmy po sostavu pod vozdeistviem gravitacii?

Obosnuite, a? Predpolagat' - eto zdorovo, no ocenite vremya, za kotoroe eto razdelenie proizoidet.

Po moim (grubym) ocenkam skorosti diffuzii za milliard let gelii prodiffundiruet menee, chem na 1% radiusa Solnca.

Zhdu otvetov.

Vy znaete, v shkole ucheniki chasto schitayut, chto dumat' samim ne nuzhno, potomu chto otvety na vse voprosy uchitelya dayut v gotovom vide. V universitete zhe obychno privivaetsya protivopolozhnoe mnenie - esli sam ne podumaesh', to ne poimesh'. Imenno iz-za togo, chto mne blizhe universitet, ya i zadayu vam eti voprosy i nadeyus', chto vy na nih otvetite. Hotya by sebe.

A. N. Churaev · 10.08.2007 21:33

Uvazhaemyi Dmitrii Docenko! Otvechayu vashi voprosy: Chto kasaetsya odnorodnosti zvezd to ya citiroval vam fragmenty lekcii v kotoryh govoritsya ob etom predpolozhenie i o ego oshibochnosti. Prakticheski v lyuboi literature zatragivayushei sostav Solnca, v chastnosti v knige Nimonovicha "Zvezdy", privoditsya sostav Solnca sovpadayushii s sostavom ego poverhnosti. I pri etom ne privoditsya nikakogo obosnovaniya togo, pochemu sostav poverhnosti Solnca schitaetsya ravnym sostavu Solnca. Citiruyu: "Zavisimost' mezhdu razmerami Z. opredelennogo him. sostava i temp-roi v ee nedrah mozhno sformulirovat' tak: temp-ra T v centre Z. proporcional'na otnosheniyu massy Z. k ee radiusu R, t. e. . Zdes' sleduet srazu sdelat' ogovorku: vse skazannoe otnositsya k himicheski odnorodnym (gomogennym) zvezdnym modelyam. V takih modelyah plotnost' veshestva plavno menyaetsya po radiusu. No eti modeli ne sootvetstvuyut, napr., stroeniyu t. n. krasnyh gigantov, sostoyashih iz plotnogo goryachego yadra (gelievogo ili uglerodno-kislorodnogo) i protyazhennoi sravnitel'no holodnoi razrezhennoi obolochki. Dlya krasnyh gigantov byli predlozheny geterogennye (himicheski neodnorodnye) modeli, v k-ryh plotnost' rezko padaet pri perehode ot yadra k obolochke. No dlya gromadnogo bol'shinstva Z. vpolne prigodny gomogennye modeli. Takie Z. naz. zvezdami glavnoi posledovatel'nosti, k nim otnositsya i nashe Solnce." Istochnik: http://www.astronet.ru/db/ msg/1179494/index.html#3 Nu tak vse-taki bol'shinstvo modelei zvezd predpologayut himicheski odnorodnyi sostav, to est' yavlyayutsya gomogennymi? (soglasno sushestvuyushei teorii) Dlya togo chtoby opredelit' kak vliyaet gravitaciya na sostav plazmy neobhodimo proizvesti ekperiment. Ya eto govoril ranee i povtoryayu seichas. S fizikoi plazmy teoretiki uzhe sadilis' v luzhu, kogda predskazannaya imi termoyadernaya reakciya v "tokomakah" ne poshla. Mnogie otkrytiya byli soversheny togda, kogda proveryali prostye veshi. V chastnosti sverhprovodimost' byla otkryta sovershenno sluchaino i neozhidanno dlya vseh uchenyh. Chto kasaetsya togo kakuyu neodnorodnost' ya hochu poluchit' v kamere vysotoi 10 metrov v plazme sostoyashei iz atomov vodoroda i svinca, to est' iz atomov massy kotoryh otlichayutsya v sotni raz, ya schitayu chto neodnorodnost' budet dostatochno zametnoi dlya sovremennyh priborov i pozvolit opredelit' zavisimost'. Bol'shego sobstvenno i ne trebuetsya. I vy ne huzhe menya ponimaete, chto teoriya chego-to stoit tol'ko togda kogda ona podtverzhdaetsya eksperimentami. Chto kasaetsya diffuzii geliya (a takzhe prochih elementov), to dlya dlya opredeleniya skorosti diffuzii nuzhen eksperiment! Ya ponimayu chto sozdat' i podderzhivat' plazmu s vysokoi temperaturoi i plotnost'yu ochen' slozhno, no inache nel'zya. Nado hotya by eksperimental'no opredelit' chto budet proishodit' s ne ochen' plotnoi i goryachei plazmoi. Ya v kurse, chto sovremennye teorii predpolagayut, chto Proshu obratit' vnimanie na sleduyushie vazhnye frazy: 1) Radiusy izvestny iz pryamyh izmerenii tol'ko dlya nemnogih Zvezd. 2) Massy izvestny tol'ko dlya Solnca i ryada dvoinyh Zvezd. Istochnik: http://www.astronet.ru/db/msg/1179494/index.html#3 Chto oznachayut eti frazy? A to chto real'nye massy zvezd, a takzhe ih razmer, i tem bolee ih sostav opredelyayutsya na osnovanii teorii evolyucii zvezd. I naskol'ko eti velichiny sootvetstvuyut real'nosti neizvestno. Chto kasaetsya krasnogo giganta. Ya ne astronom, v otlichie ot vas, no mozhet vy mne dadite parametry kakogo- libo krasnogo giganta, a imenno temperaturu ego poverhnosti, ego radius i massu? Tol'ko mne nuzhny eksperimental'no izmerennye dannye, a ne teoreticheskie! Togda ya smogu opredelit' mozhet li etot gigant uderzhat' vodorod ili net. Chto kasaetsya skorosti diffuzii vnutrennih sloev Solnca, to dlya ee opredeleniya neobhodim esperiment. Prosto skazat' chto "Po moim (grubym) ocenkam skorosti diffuzii za milliard let gelii prodiffundiruet menee, chem na 1% radiusa Solnca." nedostatochno. Eto prosto slova. Takzhe mozhno skazat' chto Solnce polnost'yu "prodiffundiruet" za million let. Eto tozhe slova. A nuzhen eksperiment! Takzhe nuzhno eksperimental'no podtverzhdenie vozmozhnosti teroyadernoi reakcii vnutri Solnca po prevrasheniyu vodoroda (tochnee protonov) v deiterii! A poka takaya reakciya ne provedena "teoriya evolicii zvezd" nepodtverzhdena i yavlyaetsya gipotezoi. Zamet'te, ya ne utverzhdayu chto vnutri Solnca ne proishodyat yadernye reakcii, ya prosto ne znayu sostav Solnca i sootvetstvenno kakie reakcii tam mogut proishodit'.

Dmitrii Docenko · 11.08.2007 23:44

Spasibo!

> privoditsya sostav Solnca sovpadayushii s sostavom ego poverhnosti.

Konechno, poskol'ku eto eksperimental'no nablyudaemaya velichina. Vnutrennee stroenie izvestno iz modelei (sm. tu zhe rekomendovannuyu mnoi 3-yu lekciyu; tam dana model' Solnca vklyuchaya him. sostav po vertikali) i nablyudaemogo potoka solnechnyh neitrino, kotoroe soglasuetsya s etimi modelyami. Poetomu dopodlinno izvestno, chto v centre vodoroda men'she, chem na poverhnosti.

Spasibo za citaty. Ochevidno, lyudi, kotorye ispol'zuyut "princip odnorodnosti", sami poslednie 20-50 let raschetov ne delayut.

Povtoryu to, chto vy uzhe dolzhny byli uvidet' iz literatury i nashei diskussii: PREDPOLOZhENIE OB ODNORODNOSTI SOSTAVA ZVEZD DAVNO (50 let kak minimum) OTVERGNUTO KAK NEVERNOE.

> No dlya gromadnogo bol'shinstva Z. vpolne prigodny gomogennye modeli. Takie Z. naz. zvezdami glavnoi posledovatel'nosti, k nim otnositsya i nashe Solnce.

Eto otkrovenno nevernoe utverzhdenie (ya ne osparivayu vashu citatu; samo utverzhdenie neverno).

> S fizikoi plazmy teoretiki uzhe sadilis' v luzhu, kogda predskazannaya imi termoyadernaya reakciya v "tokomakah" ne poshla.

A vy v kurse togo, pochemu? Ya kak by nemnogo v kurse. Da, ne vse plazmennye nestabil'nosti izvestny i ponyaty. Da, besstolknovitel'nye udarnye volny v plazme tozhe ne do konca ponyaty. No stacionarnaya sistema bez vydeleniya energii vsya izvestna naskvoz'.

> dlya opredeleniya skorosti diffuzii nuzhen eksperiment! <...> A nuzhen eksperiment!

A vy pro teoriyu Brounovskogo dvizheniya ne slyshali? Esli vam nuzhna tochnost' 1-10%, to bez eksperimenta dlya opredeleniya sechenii, vozmozhno, i ne oboitis', a esli dostatochno tochnosti v 2-3 raza, to prostoi teorii hvatit za glaza.

> real'nye massy zvezd, a takzhe ih razmer, i tem bolee ih sostav opredelyayutsya na osnovanii teorii evolyucii zvezd. I naskol'ko eti velichiny sootvetstvuyut real'nosti neizvestno.

Uvazhaemyi A.N.! Skazhite, naskol'ko horosho vy predstavlyaete sebe vsyu silu sovremennogo spektral'nogo analiza?

V obshih chertah, opishu nahozhdenie harakteristik zvezdy. Rasstoyanie opredelyaetsya iz parallaksa; ottuda v svoyu ochered' nahodim svetimost'. Iz nee i yarkostnoi temperatury nahodim radius. Iz formy spektral'nyh linii (otnoshenie Gaussovoi i Lorencovoi shirin) nahodim plotnost' gaza. Iz krivoi rosta (ili otnosheniya linii?) nahodim uskorenie svobodnogo padeniya na fotosfere. Iz radiusa i g nahodim massu. Znaya eto, iz spektra nahodim sostav. Da, parallaks poka izmeren tol'ko dlya dovol'no blizkih zvezd, no takih mnogie i mnogie tysyachi.

> mozhet vy mne dadite parametry kakogo- libo krasnogo giganta, a imenno temperaturu ego poverhnosti, ego radius i massu?

Voz'mite harakternye znacheniya: T = 3500 K (ot 3000 do 4000); R = 5*10^7 km (+/- dva-tri raza); M = 2 M_sun (+/- dva raza) Eto znacheniya, eksperimental'no izmerennye i usrednennye po mnogim izmereniyam ("+/-" - real'nyi razbros, t.e. ne oshibka izmerenii, a raznica mezhdu raznymi zvezdami).

> Prosto skazat' chto "<...>" nedostatochno. Eto prosto slova. Takzhe mozhno skazat' chto Solnce polnost'yu "prodiffundiruet" za million let.

Nu eto vyskazyvanie skoree pokazyvaet vash uroven' myshleniya. Ya sdelal ocenku za 5 minut na klochke bumagi. Uveren, chto i vy mozhete sdelat' podobnye vykladki. I dazhe sovetuyu vam ih provesti, vmesto togo, chtoby kidat'sya frazami "eto prosto slova". Da, bumaga, i, tem bolee, internet, vse terpit. Kazhdyi mozhet sovrat'. No ya nadeyus', vy ne predpolagaete, chto ya prosto vam vru v lico, chtoby vyglyadet' "krutym". Otsutstvie doveriya k sobesedniku prosto delaet diskussiyu bessmyslennoi.

> Takzhe nuzhno eksperimental'no podtverzhdenie vozmozhnosti teroyadernoi reakcii vnutri Solnca po prevrasheniyu vodoroda (tochnee protonov) v deiterii!

Est' nablyudeniya neitrino ot Solnca.

S uvazheniem,
Dima

A. N. Churaev · 12.08.2007 13:19

Nablyudenie neitrino ot Solnca govorit tol'ko o nalichii vnutri nego yadernyh reakcii. A kakih imenno reakcii - neizvestno. Ya zhe uzhe pisal, chto ne osparivayu nalichie vnutri Solnca yadernyh reakcii. Ya eshe raz povtoryayu, chto ya somnevayus' v tom, chto na Solnce idet reakciya po prevrasheniyu protonov v deiterii. Nalichie etoi reakcii - eto tol'ko gipoteza (po krainei mere poka). Chto kasaetsya opredeleniya real'nyh harakteristik blizhaishih zvezd... Uveren, chto vy znaete chto takoe krasnoe smeshenie v spektre zvezdy. Krasnoe smeshenie blizhaishih zvezd sozdaetsya dvumya faktorami: udaleniem zvezdy otnositel'no nas (doplerovskii effekt) i gravitaciei cvezdy (gravitacionnoe krasnoe smeshenie). V sisteme sostoyashei iz neskol'kih zvezd mozhno opredelit' massu zvezd iz krasnogo smesheniya. Interesno sravnit' massu poluchennuyu iz krasnogo smesheniya s massoi poluchennoi opisannym vami metodom. Ya raschital vtoruyu kosmicheskuyu skorost' dlya Solnca i dlya krasnogo giganta (s massoi v dve solnechnyh i radiusom 5*10^7 km). Okazalos' chto u giganta ona rovno v 6 raz men'she, sootvetstvenno 103.6 u giganta i 619 u Solnca (skorost' v kilometrah v sekundu).

A. N. Churaev · 12.08.2007 16:51

Eshe chto kasaetsya neitrino. Naskol'ko ya znayu do sih por sushestvuet "problema solnechnyh neitrino" kotoraya zaklyuchaetsya v tom, chto lovitsya znachitel'no men'she neitrino chem dolzhno lovit'sya po teorii. Predlozheno ogromnoe kolichestvo razlichnyh gipotez, kotorye "ob'yasnyayut" etot "fenomen", no poka ni odna iz nih ne podtverzhdena. Neitrino byvayut raznye, no problema v tom, chto imenno te neitrino kotorye bol'she vsego nuzhny (te kotorye obrazuyutsya pri reakcii dvuh protonov) eti neitrino slozhnee vsego obnaruzhit'. K tomu zhe registriruyutsya ne neitrino obrazovavshiesya v rezul'tate opredelennoi reakcii, a neitrino imeyushie energiyu bol'she opredelennoi, a proizoiti oni mogli ot raznoobraznyh reakcii. Chto kasaetsya krasnogo giganta, to vse upiraetsya v parametry ego fotosfery i korony. Esli temperatura korony u krasnogo giganta shozha s solnechnoi, to vodorod on ne mozhet uderzhat' (u menya poluchilos' chto davlenie vodoroda na poverhnosti budet v million raz bol'she chem v mezhzvezdnom gaze, to est' vodorod on uderzhat' ne mozhet). A uglerod on uderzhivaet. Chto kasaetsya geliya, to mozhet uderzhat' tol'ko nebol'shoe kolichestvo. Vse eto soglasno prosteishei modeli, kotoruyu ya ispol'zoval.

Dmitrii Docenko · 12.08.2007 16:58

Dolzhen priznat'sya, menya utomila eta diskussiya. Vynuzhden ee prekratit' etim otvetom.

> Nablyudenie neitrino ot Solnca govorit tol'ko o nalichii vnutri nego yadernyh reakcii. A kakih imenno reakcii - neizvestno.

Nablyudaemoe kolichestvo neitrino sootvetstvuet solnechnym modelyam (vklyuchayushim kak vodorodnyi, tak i CNO cikly). Ono, skoree vsego, ne sootvetstvuet drugim modelyam, poskol'ku oni imeyut drugoi energeticheskii spektr neitrino i drugoe otnoshenie kolichestva neitrino k vydelyaemoi zvezdoi (Solncem) eneriei.

> Interesno sravnit' massu poluchennuyu iz krasnogo smesheniya s massoi poluchennoi opisannym vami metodom.

Da, interesno. Uveren, chto po etomu voprosu est' literatura. Esli hotite issledovat' etot vopros, sovetuyu vospol'zovatsya sluzhboi http://adsabs.harvard.edu/abstract_service.html

> Ya raschital vtoruyu kosmicheskuyu skorost' ...

Postavlennaya zadacha, v obshem, vklyuchala eshe odno-dva matematicheskih deistviya dlya nahozhdeniya skorosti uletuchivaniya vodoroda. Wink

Uspehov!
Dima

A. N. Churaev · 13.08.2007 21:43

Uvazhaemyi gospodin Docenko! Prezhde vsego hochu poblagodarit' vas za uchastie v diskussii. Vy pomogli mne ponyat' chto sovremennaya astronomiya znaet, a chto i v kakoi mere predpolagaet na osnovanii sushestvuyushih astronomicheskih teorii. Dlya menya eto vazhno, potomu kak nekotorye utverzhdeniya nekotoryh astronomov menya korobili. Naprimer, chto vodorod - eto samyi rasprostranennyi element vo vselennoi, a ne samyi letuchii i samyi nablyudaemyi element. Chto kasaetsya neitrino ot Solnca, to v toi literature chto ya chital upominalos' o tom, chto problemu nedostatka neitrino ot Solnca poka reshit' ne udalos', hotya bylo mnogo popytok, mnogo eskperimentov po izmereniyu neitrino s razlichnym energeticheskim porogom. I poka ni odna solnechnaya model' (ni vodorodnaya ni tvklyuchayushaya CNO cikly) ne smogla ob'yasnit' etogo nedostatka. Chto kasaetsya Krasnogo Giganta, to ya raschital ne tol'ko vtoruyu kosmicheskuyu skorost', no i eshe neskol'ko velichin :) I ya ponyal, chto dlya dokazatel'stva nevozmozhnosti uderzhaniya krasnym gigantom vodoroda neobhodimo znat' temperaturu korony zvezdy. Dumayu chto dlya blizhaishih krasnyh gigantov ee mozhno izmerit'.