Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зельдович Я.Б. -> "Теория тяготения и эволюция звезд" -> 76

Теория тяготения и эволюция звезд - Зельдович Я.Б.

Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Теория тяготения и эволюция звезд — М.: Наука , 1971. — 486 c.
Скачать (прямая ссылка): teoriyatyagoteniya1971.djvu
Предыдущая << 1 .. 70 71 72 73 74 75 < 76 > 77 78 79 80 81 82 .. 200 >> Следующая


Здесь же, после затянувшегося введения, пора перейти к «обычному» давлению. Мы начнем с рассмотрения давления холодного вещества, где единственной переменной является плотность. Затем мы обратимся к состоянию вещества при высокой температуре; особенно подробно рассмотрим понятие энтропии, до сих пор недостаточно популярное среди астрономов, и, наконец, займемся адиабатами горячего вещества. В этой связи необходимо будет более строго рассмотреть вопрос о термодинамическом равновесии и о применении термодинамики к не вполне равновесным системам. ГЛABА 6

ХОЛОДНОЕ ВЕЩЕСТВО § 1. Подразделение на области

Состояние холодного вещества полностью характеризуется его плотностью и составом. Более того, с учетом взаимодействия между элементарными частицами, при большой плотности вещества, состав вещества в термодинамическом равновесии оказывается зависящим от плотности.

Весь диапазон изменения плотности грубо подразделяется на следующие участки [см. также обзор Киржниша (1971)] *):

1. р < 50 г/см* (или, лучше сказать, P < (1-^-5) • 10* кГ/см2 ^ ^ (1 -г- 5) • 1012г/см • сек2). В этой области сильно проявляются индивидуальные физико-химические свойства веществ, меняющиеся от элемента к элементу в соответствии с периодическим законом Менделеева. Для давлений до (10~г-20)-103яГ/сл&2 практически для всех веществ имеются экспериментальные данные, полученные статическими методами. Для ряда веществ измерения проведены до рекордных давлений около 10 млн кГ/см2 взрывными методами. В этой области приоритет принадлежит Альтшулеру (1965) и созданной им советской школе. Методы численного теоретического расчета давления разработаны Гандельманом (1962) и Дмитриевым (1962); см. также Гандельман, Воропинов и Подвальный (1970).

2. 50 г/см2 < р < 500 г/см3. В этой области индивидуальные различия между различными химическими элементами и соединениями уже стерты. Вместе с тем теория, в которой электроны рассматриваются как свободные (см. ниже п. 3), здесь еще не справедлива. Электростатическое поле атомных ядер и взаимодействие электронов между собой существенно влияют на давление, которое зависит, следовательно, не только от плотности, но и от заряда /порядкового номера) ядра. Отличие от первой области заключает-

*) Границы в какой-то мере условны, так как переходы между областями плавные. К тому же границы зависят от состава; ниже приведены типичные величины. Hl

ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ fiА ОБЛАСТИ

185

ся в том, что зависимость от Z в рассматриваемой второй области является плавной и монотонной.

Уравнения состояния в этод области рассмотрены в известной работе Калиткина (1960), откуда мы заимствуем ниже график и формулы.

Первая и вторая области представляют малый интерес для астрофизики (для физики Земли и других планет они важны!), ибо чем ниже давление, тем при более низкой температуре надо учитывать влияние температуры на уравнение состояния, и даже при сравнительно низкой температуре понятие холодного вещества уже неприменимо. Следует заметить, что уравнение состояния горячей материи при таких плотностях представляет существенный астрономический интерес: все обычные звезды имеют центральные плотности точно в этой области.

3. 500 г/см? < р < IO11 г/см3. В этой весьма широкой и важной области электроны можно рассматривать как свободные. К ним применяется теория вырожденного электронного газа. Вместе с тем, расстояние между ядрами еще больше радиуса ядерных сил, так что недостаточно известное взаимодействие нуклонов и ядер не влияет на состояние вещества.

Рассматриваемая область подразделяется на область, где электроны нерелятивистские (р <; 2-IO6 г/см3), и область, где большинство электронов имеют энергию порядка и больше тес2 — так называемую область релятивистского вырождения (р > 2-Ю6 г/см?).

Далее, при плотности, превосходящей IO7 ~ IO10 г/см? (в зависимости от состава ядер), электроны большой энергии способны вызвать перестройку ядер: при приближении к краю области р —IO11 г/см? большая часть нуклонов превращается в свободные нейтроны.

4. IO11 г/см3 CpC IO14 г/см?. Вещество состоит преимущественно из нейтронов: взаимодействие их между собой существенно в верхней части этой области, вблизи IO14 г/см3. Иначе говоря, нейтроны нельзя рассматривать как отдельные частицы, они образуют как бы гигантское ядро. См. Киржниц (1971) и Бете и др. (1970).

5. IO14 г/см? < р <[ IO16 г/см2. Согласно Амбарцумяну и Caa-кяну (1963) в этой области, наряду с нейтронами и небольшим количеством протонов и электронов, в равновесии появляются и многие другие типы элементарных частиц — мюоны, пионы, гипероны.

6. IO16 г/см3 < р < IO93 г/см3. Область, практически неизведанная ни теоретически, ни экспериментально. Здесь можно высказать только самые общие суждения об ограничениях, накладываемых на уравнение состояния теорией относительности.

7. Область р > IO93 г/см?. На первый взгляд, всякое подразделение после р ~ IO16 г/см? напоминает пародию Аверченко: «История мидян темна и неизвестна, ученые делят ее тем не менее на 186
Предыдущая << 1 .. 70 71 72 73 74 75 < 76 > 77 78 79 80 81 82 .. 200 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed