Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зельдович Я.Б. -> "Теория тяготения и эволюция звезд" -> 94

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 .. 88 89 90 91 92 93 < 94 > 95 96 97 98 99 100 .. 200 >> Следующая


*) В отдельных областях звезд (зависящих от массы звезды и стадии ее эволюции) перенос энергии осуществляется конвекцией, а при высокой плотности — электронной теплопроводностью. ВЫСОКИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

229

работа по расчету теплопроводности принадлежит Коксу, Стюарту и Айлерсу (1965). Расчеты изменения структуры звезд главной последовательности за счет увеличения непрозрачности из-за поглощения в линиях проделали Импгенник, Надежин и Пинаев (1966).

§ 2. Высокие температуры

Для релятивистской астрофизики представляют интерес более высокие температуры, которые, с одной стороны, приводят к неустойчивости звезды и, с другой стороны, сами появляются в катастрофические периоды эволюции звезд. Ранний дозвездный период эволюции Вселенной также предположительно характеризуется весьма высокими температурами.

В области высокой температуры наиболее характерным является рождение частиц. Прежде всего речь идет о рождении квантов электромагнитного излучения. При температуре, приближающейся к те C2Ik^ 6-Ю9, становится существенным рождение элект-ронно-позитронных пар. При еще более высоких температурах возможно и рождение других, более тяжелых нейтральных (я0, к0, к0) и заряженных (|i±, я±, к^) элементарных частиц, вплоть до нуклон-антинуклонных пар (п, р, п, р), а также частиц, которые можно рассматривать как возбужденные состояния нуклонов («странные» частицы А, 2, ..., резонансы А, 2*, ...). Ясно, что в этой области очень больших плотностей сильно взаимодействующих частиц количественные предсказания весьма неопределенны; неизвестен даже полный список частиц или состояний, которые нужно рассматривать.

Особо стоит вопрос о* равновесном содержании нейтрино и антинейтрино. Как показали эксперименты последних лет, есть два сорта нейтрино и два сорта антинейтрино — так называемые электронные ve, Ve и мюонные Vv., Vjju. Так как масса покоя этих частиц равна нулю, то равновесное их содержание и соответствующая плотность энергии и давление весьма близки к тем же величинам для квантов (электромагнитного излучения). Система, состоящая из определенного числа различных частиц, может превратиться в систему того же состава плюс любое число квантов. Однако нельзя таким же способом без изменения состава остальной системы создать только нейтрино или антинейтрино. Беспрепятственно с точки зрения законов сохранения могут возникать или исчезать только пары Ve + Ve или V1J. + Vlt. Наконец, по современным взглядам нейтрино являются спиральными частицами: это значит, что при данном направлении импульса момент нейтрино может быть только антипараллелен импульсу (момент антинейтрино соответственно только параллелен импульсу). Поэтому энергия, давление и число нейтрино антинейтринных пар вдвое меньше, чем те же 230 СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА ПРИ ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ [ГЛ. 7

величины для ультрарелятивистских электронно-позитронных пар в полном термодинамическом равновесии, при кТ тес2.

Подчеркнем еще раз различия между квантами и нейтрино: кванты полностью нейтральны, нейтрино же являются нейтральными лишь в смысле электрического и барионного зарядов. Однако существуют понятия лептонных зарядов (электронного и мюон-ного), которым соответствуют два закона сохранения: Un (е") + п (Ve) — п (е+) — п (ve) = const, LvTl (,1-) + п (Vvl) — п (|Х+) — п (vy.) = const. Однако главная особенность нейтрино заключается в их малом взаимодействии со всеми другими частицами (а' также и между собой). Поэтому нужны очень специальные условия, чтобы поддерживалось термодинамическое равновесие между найтрино и другими частицами. Эти условия реализуются только в неограниченно протяженном однородном веществе, в горячей модели Вселенной. В этом случае большая длина пробега нейтрино в пространстве не играет роли, на смену нейтрино, ушедшим из данного объема, приходит равное число нейтрино из соседних объемов. На ранних стадиях космологического расширения, когда температура выше 2-ьЗ-Ю10 0K для ve, Ve (или —IO11 0K для Vijl, V1A,), скорость установления равновесия достаточно велика по сравнению со скоростью изменения плотности и других величин. В этой ситуации мы действительно имеем дело с полным термодинамическим равновесием всех частиц, включая и нейтрино.

В ходе эволюции звезды и даже в начале катастрофических процессов сжатия или взрыва звезды, характерное время вылета нейтрино из звезды весьма мало по сравнению со всеми другими временами. Поэтому мгновенная концентрация нейтрино в каждый момент пренебрежимо мала по сравнению с равновесной концентрацией или по сравнению с концентрацией квантов.

Следовательно, применительно к состоянию вещества в звезде в действительности, как правило, следует рассматривать состояние неполного равновесия, без нейтрино *). Такие процессы, как рождение и аннигиляция пар е+ + е~ 2у, рождение й поглощение квантов e + Z^re + Z у (Z — ядро) идут быстро, поэтому в звезде всегда имеется полное локальное равновесие между тепловым движением ядер и электронов, между квантами и позитронами.

Рождение VHV, которые тут же вылетают из звезды, надо рассматривать как фактор, вызывающий эволюцию звезды, отдачу тепла и уменьшение энергии. Есть принципиальное различие между рождением пар е+, е~ и рождением пар v, v.
Предыдущая << 1 .. 88 89 90 91 92 93 < 94 > 95 96 97 98 99 100 .. 200 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed