скачать книгу бесплатно
лет). [634] Это, как и ряд более ранних и менее чувствительных экспериментов, свидетельствует в пользу того, что нейтрино не является майорановской частицей; точнее, ограничивает сверху так называемую майорановскую массу электронного нейтрино, которая для дираковского фермиона должна быть в точности равна нулю. Установленное верхнее ограничение равно приблизительно 0,2—0,4 эВ[186 - Обновленные данные таблице на март 2018 года для изотопа германия (76Ge) в разных экспериментах установили период полураспада 8.0·10
лет при ограничении массы 0.12—0.26 эВ, а также 1.9·10
лет при массе 0.24—0.53 эВ; для изотопа ксенона (136Xe): период 10.7·10
лет, масса 0.05—0.16 эВ, и период 1.1·10
лет, масса 0.17—0.49 эВ соответственно; для изотопа теллура (130Te) период 1.5·10
лет с ограничением массы 0.11—0.50 эВ.]. Ряд как действующих, так и находящихся на стадии планирования и разработки экспериментов по поиску безнейтринного двойного бета-распада нацелен на улучшение чувствительности в измерении этого параметра. [635]
§297. Отто Струве и Крис Элви (1938) опубликовали наблюдения эмиссионных туманностей в созвездиях Лебедя и Цефея, большая часть которых не концентрировалась к отдельным ярким звёздам (в отличие от планетарных туманностей). [636] Они предположили, что ультрафиолетовое излучение звёзд спектральных классов O и B может являться необходимым для существования таких областей источником энергии.
§298. Поль Дирак (1938) предположил, что универсальная гравитационная постоянная за миллиарды лет существования Вселенной могла уменьшиться. [637] Возможность такого предположения появилась после предложенной Дираком (1937) гипотезы больших чисел при оценке фундаментальных констант физики, которые могут вести к наличию иных безразмерных чисел, как это следовало из теории Эддингтона. [638] Данное наблюдение, связывающее отношения масштабов размеров во Вселенной с масштабами сил, которые составляют очень большие, безразмерные числа: около 40 порядков величины в современную космологическую эпоху. Согласно гипотезе Дирака, кажущееся сходство этих соотношений не может быть простым совпадением, но вместо этого может подразумевать космологию с этими необычными особенностями: 1) сила гравитации, представленная гравитационной постоянной, обратно пропорциональна возрасту Вселенной; 2) масса Вселенной пропорциональна квадрату ее возраста; 3) физические константы на самом деле не являются постоянными, а их значения зависят от возраста Вселенной и количества мотивов, расположенных внутри Вселенной. Дирак заложил основы квантовой электродинамики и квантовой теории гравитации, развил квантовую теорию поля с динамическими ограничениями, которые сегодня образуют основу калибровочной теории и теории суперструн.
§299. Герберт Юджин Айвс со своим коллегой Стилуэллом[187 - G.R. Stillwell] (1938, 1941) провели ряд экспериментов[188 - Айвс и Стилуэлл наблюдали анодные лучи, которые возникали в разрядных трубках высокого напряжения и низкого давления и состояли из положительно заряженных ионов воздуха (а также небольшого числа ионов металла, из которого изготовлен катод). Эти лучи, в отличие от открытых намного раньше катодных лучей, двигались от анода к катоду. Причина их возникновения связана с образованием лавин положительных ионов: один такой ион разгонялся сильным электрическим полем между анодом и катодом, а, затем столкнувшись с нейтральной молекулой газа, ионизировал ее. Чтобы между двумя соударениями такой ион успел набрать достаточную для ионизации еще одного атома энергию, разность потенциалов между электродами должна быть достаточно большой, так же как и длина свободного пробега положительного иона. Обычно анодные лучи наблюдают в пространстве за перфорированным катодом. Свечение анодных лучей также связано с ионизацией молекул газа на их пути. Оказывается в лампах, наполненных газообразным водородом, скорости составляющих лучи ионов могут достигать сотой доли скорости света. Тем не менее, наблюдать доплеровский сдвиг частоты их излучения оказывается достаточно сложно, т.к. спектр излучения имеет вид очень широкого диапазона: линии излучения атомов водорода сильно размываются, и поэтому наблюдать их сдвиг крайне затруднительно. Тем не менее, разработанные в 1932 году Артуром Джеффри Дэмпстером новые разрядные трубки позволяли фиксировать скорость анодных лучей с хорошей точностью и поэтому сделать их спектр состоящим из тонких линий.] для проверки релятивистского замедления времени и доплеровского сдвига света. [639] И замедление времени, и релятивистский эффект Доплера были предсказаны Альбертом Эйнштейном в его работе 1905 года. [640] Впоследствии Эйнштейн (1907) предложил эксперимент, основанный на измерении относительных частот света, воспринимаемого как исходящий от источника света, находящегося в движении относительно наблюдателя, и вычислил дополнительный доплеровский сдвиг, обусловленный замедлением времени. [641] Этот эффект позже был назван «поперечным эффектом Доплера», поскольку первоначально предполагалось, что такие эксперименты проводятся под прямым углом по отношению к движущемуся источнику, во избежание влияния продольного доплеровского сдвига. В конце концов Айвс и Стилуэлл, ссылаясь на замедление времени, как вытекающее из теории Лоренца и Лармора, отказались от идеи измерения этого эффекта под прямым углом. Они использовали лучи в продольном направлении и нашли способ отделить меньший поперечный эффект Доплера от гораздо большего продольного эффекта Доплера. Этот эксперимент также служил испытанием для косвенной проверки расширения времени, в то время как отрицательный результат эксперимента Майкельсона-Морли мог быть объяснен сокращением длины, отрицательный результат эксперимента Кеннеди-Торндайка требовал расширения времени в дополнение к сокращению длины, чтобы объяснить, почему никакие фазовые сдвиги не будут обнаружены в то время как Земля движется вокруг Солнца. Первое прямое подтверждение расширения времени было достигнуто именно экспериментом Айвса-Стилуэлла. Объединив результаты этих трех экспериментов, можно получить полную трансформацию Лоренца. Вместе с экспериментами Майкельсона-Морли и Кеннеди-Торндайка, эксперимент Айвса—Стилуэлла входит в число фундаментальных тестов специальной теории относительности.
§300. Оскар Клейн (1938) на Варшавской конференции предложил новые уравнения поля на идеях ранее постулированного им решения Калуцы-Клейна, основанные на единой модели электромагнетизма и ядерной силы. [642] Эта теория была одной из первых успешных теорий, положивших начало геометрической интерпретации калибровочных полей и, возможно, первой успешной теорией объединения, которая, хотя и не привела к экспериментально подтверждённым открытиям, но была внутренне непротиворечивой и идейно содержательной теорией, не противоречащей эксперименту. [643] Применение и определённое развитие теория Калуцы – Клейна получила позже, в частности, в теории струн.
§301. Ганс Бете и Чарльз Кричфилд (1938) постулировали идею, что звёзды питаются от ядерного синтеза. [644] Для осуществления цикла реакций с участием углерода, требуется некоторое количество углерода или азота. При этом сами атомы углерода или азота не участвуют в превращениях, они служат как бы «оболочкой», в которой с течением времени ядра водорода постепенно сливаются в ядра гелия. Бете и Кричфилд показали, что образование гелия из водорода может происходить и без участия углерода или азота[189 - Два протона сталкиваются друг с другом и сливаются. При этом вылетают позитрон и нейтрино. Образовавшееся ядро состоит уже из одного протона и одного нейтрона. Это ядро имеет такой же заряд, как и ядро водорода, но оно в два раза тяжелее. Такой изотоп тяжелого водорода называют дейтерием. Если ядро водорода столкнется с ядром дейтерия, то они объединяются в атом гелия, который состоит из двух протонов и одного нейтрона. Это ядро гелия не является «правильным» гелием. Это – лёгкий изотоп Не3. Заряд его ядра совпадает с зарядом ядра гелия, а массовое число на единицу меньше. Если теперь два таких ядра «легкого» гелия столкнутся друг с другом, то при этом образуются «правильное» ядро гелия и два протона. В этой цепи реакций тоже происходит в конечном счете объединение четырех протонов с образованием одного ядра гелия.], а Бете далее рассмотрел преобразования в замкнутом цикле, названном его именем. [645] Теория о том, что протон—протонные реакции являются основным принципом, по которому Солнце и другие звезды горят, была поддержана Артуром Стэнли Эддингтоном в 1920 году[190 - В то время температура Солнца считалась слишком низкой, чтобы преодолеть кулоновский барьер. После развития квантовой механики было обнаружено, что туннелирование волновых функций протонов через отталкивающий барьер позволяет осуществлять ядерное слияние при более низкой температуре, чем в классической модели.], выдвинувшем гипотезу о том, что источником энергии звёзд являются термоядерные реакции с превращением водорода в гелий. [646]
§302. Ян Оорт (1938) пояснил, что бо?льшая часть поглощающего вещества в Галактике сосредоточена в слое толщиной по 200 парсек[191 - Астрономическая единица используется при изучении Солнечной системы. Это размер большой полуоси орбиты Земли: 1 а.е. = 149 миллионов километров. Более крупные единицы длины – световой год и парсек, а также их производные (килопарсек, мегапарсек). Световой год – расстояние, которое проходит луч света в вакууме за один земной год. Он равен примерно 9,5?10
м. Парсек исторически связан с измерением расстояний до звезд по их параллаксу и составляет 1 пк = 3,263 светового года = 206 265 а.е. = 3,086?10
м.] с обеих сторон галактической плоскости; а также показал, что звёздная плотность растет в направлении к галактическому центру и что Солнце расположено в области с пониженной звёздной плотностью. [647]
§303. Роберт Оппенгеймер и Роберт Сербер (1938) предположили, что существует предел массы для стабильности нейтронных звезд. [648] Они показали, что адекватный учет ядерных сил практически исключает возможность существования нейтронных ядер у звезд, чьи массы сравнимы с массой Солнца. Оппенгеймер и Сербер также пришли к совершенно верному, как показало время, заключению, что никакое нейтронное ядро не может возникнуть до того, как звезда полностью исчерпает все источники ядерной энергии. В их коротком сообщении также предположено, что масса такого ядра во всяком случае не может быть меньше одной десятой массы Солнца. Эта оценка была получена на основе одних только энергетических соображений и оказалась верной[192 - По современным представлениям, при массе ядра менее 0,1 Ms нейтроны стали бы превращаться в протоны посредством бета-распада. Новорожденные протоны сливались бы с нейтронами, образуя сильно нейтроноизбыточные и потому крайне нестабильные атомные ядра. В результате, если бы нейтронная звезда каким-либо образом похудела настолько, что ее масса упала ниже 0,1 Ms, она исчезла бы в ядерном взрыве.].
§304. Датский астрофизик Бенгт Стрёмгрен (1939) рассмотрел проблему ионизации и возбуждения межзвёздного водорода. [649] Его модель рассматривает влияние электромагнитного излучения одиночной звезды (молодой звезды спектрального класса O или B, или тесного скопления похожих звёзд) заданной температуры и светимости на окружающее межзвёздное вещество данной плотности. Для упрощения вычислений межзвёздная среда предполагается однородной и состоящей только из водорода. Выведенная Стрёмгреном формула описывает соотношения между светимостью и температурой центральной звезды с одной стороны и плотностью окружающего водорода с другой стороны. Согласно его расчету, существует очень резкий обрыв степени ионизованности на границе сферической оболочки ионизованного водорода вокруг такой звезды на том основании, что область перехода между ионизованным водородом и нейтральным водородом очень узка в сравнении с общим размером сферы Стрёмгрена. Выведенные соотношения постулируются тем, что чем горячее и ярче центральная звезда, тем больше сфера Стрёмгрена; чем плотнее окружающий водород, тем меньше сфера Стрёмгрена. В модели Стрёмгрена сферическая область состоит почти исключительно из свободных протонов и электронов. Очень малое количество атомов водорода появляется при плотности, растущей приблизительно экспоненциально по направлению к поверхности. Вне сферы излучение на частотах атомов сильно охлаждает газ, это проявляется в виде наличия тонкой области, в которой излучение, испущенное звездой, в большой степени поглощается атомами, теряющими энергию при излучении во всех направлениях. Система Стрёмгрена выглядит как яркая звезда, окружённая слабо излучающей и плохо доступной для наблюдения оболочкой.
§305. Отто Ган и Фриц Штрассман (1938) открыли расщепление ядра во время поиска трансуранов при проведении опыта фракционирования радия, бария и мезотория, облучая уран нейтронами, на основании которого Ган заключил, что ядро урана «лопается», распадаясь на более лёгкие элементы. [650] Результаты опытов Гана и Штрассмана послужили неопровержимым доказательством распада урана на более лёгкие элементы. Расчёт задействованных в этой ядерной реакции энергий подтвердил результаты, полученные экспериментальным путём. [651] В ходе опытов была использована органическая соль, изготовленная Вильгельмом Траубе, с помощью которой Ган в эксперименте по расщеплению ядра доказал образование бария. Сделав это открытие, Ган проинформировал Лизу Мейтнер, с которой он ранее начинал работу по проверке опытов Ферми. Мейтнер вместе со своим племянником Отто Робертом Фришем (1939) вскоре опубликовали теоретическое физическое обоснование в английском журнале «Nature», в которой был введён в дальнейшем интернационально признанный термин расщепление ядра (nuclear fission). [652] Таким образом Ган и Штрассман впервые открыли ядерную реакцию деления ядер, дали окончательное доказательство деления своими радиохимическими методами, также отметив что процессы деления стимулируются замедленными свободными нейтронами. В свою очередь, Мейтнер и Фриш предложили первое физическое объяснение и дали экспериментальное доказательство взрывного ядерного процесса, связанного с освобождением больших количеств энергии.
§306. В 1939 году проблему максимальной массы нейтронного ядра для обеспечения жизни звезды попытались разрешить Роберт Оппенгеймер и его канадский аспирант из русских эмигрантов Георгий Михайлович Волков (Джордж Майкл Волкофф). Оппенгеймер и Волков провели расчеты на основе общего статического решения полевых уравнений Эйнштейна для сферически симметричного распределения вещества и, в частности, решения Шварцшильда, которое описывает метрику пустого пространства, окружающего это вещество. Они также предположили, что вещество состоит из квантовых частиц, подчиняющихся статистике Ферми—Дирака, чьей тепловой энергией и негравитационными взаимодействиями можно пренебречь. Приравняв массу частиц этого холодного ферми-газа массе нейтронов и проведя приближенное численное интегрирование полученных уравнений, Оппенгеймер и Волков пришли к выводу, что массы нейтронных ядер звезд, которые полностью использовали свои термоядерные энергетические ресурсы, не могут превышать 70% солнечной массы. [653] Эта их работа считается одним из самых ярких достижений теоретической астрофизики первой половины двадцатого века, несмотря на то, что полученная в ней оценка верхнего предела массы нейтронных остатков массивных звезд оказалась сильно заниженной[193 - Давно известно, что первая оценка максимальной массы нейтронных ядер оказалась сильно заниженной. Позднейшее моделирование показало, что массы нейтронных звезд должны лежать в интервале (1,5—3) ·Ms; массы реально наблюдавшихся нейтронных звезд составляют от полутора до двух солнечных масс. Причина этой ошибки также понятна. В конце 1930-х годов еще не существовало развернутой теории ядерных сил, которая позволила бы написать хотя бы приближенные уравнения состояния материи при сверхвысоких плотностях и давлениях. Сейчас известно, что в этой области действуют мощные ядерные силы отталкивания, которые и увеличивают нижний предел масс нейтронных звезд по сравнению с моделью Оппенгеймера-Волкова. Сравнение оценки Оппенгеймера-Волкова с пределом Чандраксекара очевидным образом создавало малоприятную проблему, которую они сами прекрасно поняли и прокомментировали. Если давление вырожденного релятивистского электронного газа способно сопротивляться гравитационному коллапсу звезд с массой вплоть до почти что полутора масс Солнца, то совершенно непонятно, как могла бы возникнуть нейтронная звезда, коль скоро ее масса не может превышать 0,7 Ms. Оппенгеймер и Волков обошли эту трудность, предположив, что нейтронные ядра могут быть сколь угодно массивными, если разность между плотностью материи и ее утроенным давлением принимает большие отрицательные значения. Сейчас мы знаем, что это допущение не оправдалось, и верхний предел масс нейтронных звезд все же существует. Оппенгеймер и Волков также высказали почти что уверенность, что учет ядерных сил взаимного отталкивания не позволит существенно повысить вычисленный ими верхний предел масс нейтронных ядер – и в этом они тоже оказались неправы.]. Оппенгеймер, Волков и Толмен получили уравнение для радиального градиента давления вещества внутри сжимающейся звезды, или, другими словами, каким образом звезда сопротивляется сжатию, увеличивая внутреннее давление. Однако в общей теории относительности, в отличие от ньютоновской механики, давление само служит фактором искривления пространства-времени и тем самым источником поля тяготения. Поэтому гравитация внутри звезды может нарастать настолько быстро, что коллапс делается необратимым. Демонстрация, пусть и на упрощенной модели, существования верхнего предела масс нейтронных звезд стала результатом, который позволял предположить, что самые массивные потомки сверхновых не становятся нейтронными звездами, а переходят в какое-то другое состояние. [654]
§307. В том же 1939 году Роберт Оппенгеймер и еще один его аспирант Хартланд Снайдер рассмотрели процесс гравитационного сжатия строго сферического невращающегося пылевого облака с постоянной плотностью. [655] По их модели космического вещества частички пылевидной материи по определению взаимодействуют друг с другом исключительно посредством взаимного притяжения (следовательно, давление в таком облаке равно нулю) и потому движутся по геодезическим мировым линиям; кроме того, такая система не имеет термодинамических характеристик[194 - Однако более реалистических расчетов на базе общей теории относительности тогда было просто не произвести, в чем авторы статьи и признались. Тем не менее, они отметили, что найденное ими решение, скорее всего, приблизительно отражает основные черты процесса гравитационного сжатия реальной звезды достаточно большой массы, которая полностью сожгла свое термоядерное топливо].
§308. Лео Силард в 1939 году обосновал возможность развития в уране самоподдерживающейся ядерной реакции при делении ядер урана, а также одним из первых доказал, что в процессе деления ядер урана излучаются вторичные нейтроны. Силард совместно с Вальтером Генри Зинном получил значение среднего числа вторичных нейтронов на один акт деления в ходе эксперимента, используя радий-бериллиевый источник для бомбардировки урана нейтронами. [656] Они обнаружили значительное размножение нейтронов в природном уране, доказав, что цепная реакция возможна.
§309. Константин Антонович Петржак и Георгий Николаевич Флеров (1940) в лаборатории Игоря Васильевича Курчатова Ленинградского физико-технологического института открыли новый вид радиоактивного распада атомных ядер – спонтанное деление. [657] При всех прочих превращениях атомное ядро испускает частицы, которые существенно меньше его по массе и размерам. При спонтанном делении ядро атома делится, грубо говоря, на две равные части. Эта особенность спонтанного деления позволяет получить ценную информацию об атомном ядре. Было доказано, что атомное ядро делится спонтанно потому, что, начиная с некоторой массы, электрические силы расталкивания протонов превосходят специфические ядерные силы, обеспечивающие ту связь, которая заставляет свободные нуклоны сливаться и образовывать атомное ядро. Нестабильность относительно деления возникает с ростом массы не вдруг, а постепенно. В очень слабой степени она проявляется на опыте только для самого тяжелого природного элемента – урана[195 - За время существования Земли спонтанное деление испытала только одна двухмиллионная часть ядер урана. По мере продвижения в область искусственных трансурановых элементов спонтанное деление играет все более существенную роль. Самые тяжелые из известных элементов – курчатовий-104 и нильсборий-105 были открыты в Объединенном институте ядерных исследований (Дубна) путем регистрации их спонтанного деления. Изотопы этих элементов живут всего несколько секунд или долей секунды. Более тяжелые элементы из-за спонтанного деления будут распадаться еще быстрее. Этот эффект обычно проявляется в виде следов осколков деления, которые могут сохраняться во многих объектах исследования сотни миллионов лет. По эффекту спонтанного деления определяется возраст лунных образцов, метеоритов, костей ископаемых животных, древней керамики и т. д. Открытие спонтанного деления ядер урана и трансурановых элементов позволило определить количество и изотопный состав некоторых других элементов. Изучая таким путем, например, благородные газы, можно понять многое в истории образования Солнечной системы, в происхождении земной атмосферы, подземных газовых источников и т. д. Значительную роль в общем нейтронном фоне Земли играют нейтроны, испускаемые при спонтанном делении урана. Изучая плотность этого нейтронного потока, ученые делают выводы о распределении урана в земной коре.].
§310. Кеннет Эссекс Эджворт (1943) предположил, что в области космоса за орбитой Нептуна первичные элементы туманности, из которой сформировалась Солнечная система, были слишком рассеяны для того, чтобы уплотниться в планеты. [658] Исходя из этого, он пришёл к выводу, что внешняя область Солнечной системы за орбитами планет занята огромным количеством сравнительно небольших тел, и что время от времени одно из этих тел «покидает своё окружение и появляется как случайный гость внутренних областей Солнечной системы, становясь кометой. Джерард Петер Койпер (1951) представил, что протяженный диск, который описывал Эджворт, образовался на ранних этапах формирования Солнечной системы; однако он не считал, что такой пояс сохранился и до наших дней. Койпер исходил из распространённого для того времени предположения о том, что размеры Плутона близки к размерам Земли и потому Плутон рассеял эти тела к облаку Оорта или вообще из Солнечной системы. [659]. Только в 1992 году пояс Эджворта-Койпера был подтвержден за орбитой Плутона[196 - С тех пор, как в 1992 году пояс был открыт, число известных ОПК превысило тысячу, и предполагается, что ещё более 70 000 ОПК с диаметром более 100 км пока не обнаружены. Ранее считалось, что пояс Койпера – главный источник короткопериодических комет с орбитальными периодами менее 200 лет. Однако наблюдения, проводимые с середины 1990-х годов, показали, что пояс Койпера динамически стабилен и что настоящий источник этих комет – рассеянный диск, динамически активная область, созданная направленным вовне движением Нептуна 4,5 миллиарда лет назад; объекты рассеянного диска, такие как Эрида, похожи на ОПК, но уходят по своим орбитам очень далеко от Солнца (до 100 а. е.). Диаметр самого большого объекта из этого пояса – 1200 км (чуть меньше спутника Плутона Харона, диаметр которого составляет 1270 км).], как кольцеобразная область, населенная маленькими холодными телами. [660] Пояс Койпера и рассеянный диск, две другие известные области транснептуновых объектов, по диаметру примерно в тысячу раз меньше облака Оорта. Внешняя граница облака Оорта определяет гравитационную границу Солнечной системы – сферу Хиллса, определяемую для Солнечной системы в 2 световых года.
§311. Кристиан Мёллер (1945, 1946) вывел формулу, выражающую полное эффективное сечение столкновения двух частиц с образованием нескольких новых частиц. [661] Формула представляет процесс упругого рассеяния электрона на электроне, описываемый низшим порядком теории возмущений в квантовой электродинамике. Указанный процесс изображается двумя диаграммами Фейнмана. В этом приближении не учитываются радиационные поправки, а также излучение мягких фотонов, которым всегда сопровождается процесс рассеяния заряженных частиц. Релятивистски-инвариантное выражение для дифференциального сечения получается согласно правилам вычисления элементов S -матрицы в квантовой электродинамике.
§312. Синьитиро Томонага (1946) показал, что квантовой теории волновых полей возможно придать вид, в котором явным образом обнаруживается инвариантность теории по отношению к преобразованиям Лоренца. [662] Он разграничил, что перестановочные соотношения определяют кинематические соотношения между различными величинами в один и тот же момент времени, а причинные соотношения между величинами в различные моменты времени устанавливаются уравнением Шредингера. Первая часть определяет законы поведения свободных полей, а вторая – отклонения от этих законов, вызванные взаимодействием. Подобное разделение теории, как указал Томонага, может быть произведено релятивистским образом. Автор обратил внимание, что хотя теория и принимает при этом более удовлетворительный вид, не выводя нового, но в ней сохраняются известные трудности, вызванные расходимостями.
§313. Оорт совместно с Xендриком ван де Хулстом (1946) разработал теорию образования межзвёздных пылевых частиц путём аккреции межзвёздного газа и обнаружил, что излучение Крабовидной туманности поляризовано и имеет синхротронную[197 - Синхротро?нный – связанный, соотносящийся по значению с существительным синхротрон. Синхротрон -от греч. synchronos – одновременный и elektron] Один из видов устройств для ускорения заряженных частиц (электронов) электрическим полем постоянной частоты. Излучение электромагнитных волн релятивистскими заряженными частицами, движущимися по криволинейной траектории, то есть имеющими составляющую ускорения, перпендикулярную скорости. Синхротронное излучение создаётся в синхротронах, накопительных кольцах ускорителей, при движении заряженных частиц через ондулятор. Частота излучения может включать очень широкий спектральный диапазон, от радиоволн до рентгеновского излучения. Синхротронное излучение – это электромагнитное излучение заряженных частиц, которые движутся в магнитном поле со скоростью, близкой к скорости света. Магнитное поле буквально «срывает» с электронов потоки фотонов – так получается синхротронное излучение.] природу. [663]
§314. Барт Бок со своим соавтором Эдитом Рейли (1947) представили глобулу[198 - Глобулы Бока находятся в областях H II и обычно имеют массу от 2 до 50 солнечных масс, содержащихся в области около светового года или около того (около 4,5?1047 м3). они содержат молекулярный водород (H2), оксиды углерода и гелий и около 1% (по массе) силикатной пыли. Глобулы Бока чаще всего приводят к образованию двойных или множественных звездных систем.], как изолированную и относительно небольшую темную туманность, содержащую плотную космическую пыль и газ, из которых может происходить звездообразование. [664] Они предположили, что эти облака пыли и газа были «похожи на коконы насекомых», которые подвергались гравитационному коллапсу, чтобы сформировать новые звезды, за счет чего родились звезды и звездные скопления. Эта гипотеза была трудна для проверки из-за наблюдательных трудностей установления того, что происходило внутри плотного темного облака, которое затемняло весь видимый свет, испускаемый из него. Жао Лин Юн и Дан Клеменс (1990) опубликовали анализ наблюдений в ближнем инфракрасном диапазоне, который подтвердил, что звезды рождаются внутри глобул Бока. [665]
§315. В 1947 году Виктор Амазаспович Амбарцумян открыл звездные ассоциации – новый тип звездной системы, который привел его к выводу, что образование всех звездных скоплений произошло неодновременно и продолжается и поныне. [666] «Во всяком случае в Галактике [Млечный Путь] и Магеллановых Облаках мы имеем весьма молодые звездные скопления и ассоциации, которые не могли существовать в их теперешнем виде больше, чем несколько десятков миллионов лет. Процесс образования открытых скоплений и ассоциаций в Галактике сейчас продолжается». Амбарцумян в процессе исследования звёздных систем пришёл к заключению, что «обычному звёздному и диффузному состоянию вещества предшествует его сверхплотное состояние в виде тел, состоящих из протовещества – нейтронов, протонов, электронов, гиперонов». Исходя из вводных, что массы планетарных туманностей измеряются по крайней мере сотыми (если не десятыми) долями солнечной массы и поэтому в тысячи раз превосходят массы оболочек, выбрасываемых Новыми, а также, что яркость Новой в максимуме тем выше, чем больше выбрасываемая масса; он вывел, что если только планетарные туманности образовались в результате взрывов, аналогичных вспышке Новой, то масштаб таких взрывов должен был быть гораздо больше и яркость вспыхнувшей звезды в максимуме в тысячи раз выше, чем у Новой. Как следствие, Амбарцумян предположил, что такими взрывами, приводящими к образованию планетарных туманностей, являются вспышки Сверхновых. Виктор Амбарцумян ввел ныне общепринятое представление о том, что межзвездная материя возникает в виде облаков.
