Теория тяготения и эволюция звезд - Зельдович Я.Б.
Скачать (прямая ссылка):
§ 4. Статистика звезд в конечной точке звездной эволюции . . 451
§ 5. Отоны космологического происхождения................458
Приложение 1. Физические процессы в окрестности «черной
дыры» с вращением....................................462
Приложение 2. Таблица результатов расчетов взрывов сверхновых ..................................................465
Литература........................................................467
Предметный указатель..............................................480
Алфавитный список авторов иностранных публикаций................482 ПРЕДИСЛОВИЕ
Эволюция звезд и грандиозные явления их взрыва и сжатйя, недавно открытые пульсары и предсказанные теорией, но до настоящего времени не обнаруженные «черные дыры» составляют предмет предлагаемой книги, вместе' с теми теоретическими сведениями, которые необходимы для их понимания.
Астрономия переживает в настоящее время период бури и натиска. Десятилетие с 1960 по 1970 гг. вместило в себя открытие квазаров, пульсаров, рентгеновских источников и реликтового излучения. В теоретической астрофизике важные гипотезы и открытия появляются еще чаще.
Наблюдательные открытия в значительной мере связаны с новыми, послевоенными методиками исследований — радиоастрономией и приборами на ракетах и спутниках.
Часть упомянутых открытий была предсказана заранее и это показывает правильность физических теорий, применимость физических законов, открытых в лабораторных "экспериментах, к астрономическим объектам.
Теоретическими основами современной астрофизики являются:
1) теория тяготения в ньютоновской форме и общая теория относительности Эйнштейна;
2) теория элементарных частиц и, более узко, ядерная физика, свойства электронного газа и фотонов, их взаимодействие;
3) электромагнетизм — уравнения Максвелла;
4) макроскопическая физика — статистика и термодинамика, гидродинамика, теория плазмы, теория коллективных взаимодействий. Для интерпретации спектров важна атомная физика, теория переноса излучения.
Этот перечень по необходимости схематичен и чрезмерно краток. Последовательное развитие астрофизических теорий, основанных на этом фундаменте, иногда приводило к странным и на первый взгляд парадоксальным выводам о наиболее кардинальных моментах в эволюции отдельных небесных тел и окружающей нас Вселенной. Таким было, например, предсказание Л. Д. Ландау (в начале тридцатых годов) о нейтронных звездах, или предсказание (в сороковых годах) возможности «горячего» состояния материи в начале расширения Метагалактики. Отождествление пульсаров с нейтронными звездами (1968) и объяснение реликтового излучения теорией горячей Вселенной (1965) являются прекрасными примерами плодотворности теоретической астрофизики.
Выводы и предсказания теоретической физики должны рассматриваться с полной серьезностью в астрономии — таков обоб- 9
ПРЕДИСЛОВИЕ
щающий итог всего послевоенного развития астрономии и физики. С другой стороны, в настоящее время в печати можно видеть обилие теоретических работ, не выдерживающих последующей проверки опытом, обилие сменяющих друг друга объяснений, таких, например, объектов, как квазары. Однако эти несомненные недостатки и трудности теории относятся, по нашему мнению, к выбору конкретных моделей, к современному стилю быстрой публикации приоритетных заявок и т. п. Подобные недостатки не должны подрывать принципиальной уверенности в физических основах теории, и развитие науки неоднократно подтверждало это.
Однако очень принципиальный вопрос заключается в том, не должны ли мы именно в астрофизике ожидать возникновения новых фундаментальных физических теорий и связанного с ним разрушения существующих взглядов и догм.
Разумеется, в необычных астрофизических условиях, например, сверхбольших плотностей и температур, еще не исследованных земной физикой, могут проявляться новые, пока не известные законы природы. Однако современная астрофизика оперирует главным образом с условиями, где применимость надежно установленных законов природы не вызывает сомнений. Астрофизика встречается лишь с необычной комбинацией этих условий.
Поэтому, по нашему убеждению, в рамках существующих физических теорий заключена возможность огромного количества новых эффектов, новых явлений, и это дает возможность объяснения астрофизических открытий. Может быть, примеры из других областей лучше пояснят эту мысль: сверхпроводимость есть своеобразное явление, но и до создания конкретной теории было ясно, что явление сверхпроводимости есть следствие квантовой механики и не потребует изменения ее основных положений; такое же соотношение имеет место между турбулентностью и гидродинамикой. Весьма вероятно, что и совокупность всех известных до настоящего времени астрономических явлений удастся объяснить, комбинируя известные законы физики, проявляющиеся в необычных условиях астрофизических объектов, причем, однако, нет сомнения, что это «комбинирование» будет абсолютно нетривиальным. Можно напомнить в этой связи, что применение общей теории относительности в астрономии (требуемое новыми открытиями), по существу, только начинается, и одна из задач книги способствовать этому.
