Полосатая спиралевидная структура 9 страница
Продолжительность цикла или период переменной звезды зависит от отношения величины энергии, высвобожденной посредством атомной дезинтеграции, к общему энергетическому содержанию звезды. Если звезда очень молодая, и ее температура немного выше звездного минимума, скорость выработки энергии велика по сравнению с общей энергией звезды, и колебания от положения “вкл.” к “выкл.” механизма выработки энергии очень большие. Поэтому, такие звезды являются долгопериодическими переменными. Когда звезда становится старше, ее температура и энергетическое содержание растут, поскольку на этой стадии эволюционного цикла средняя выработка энергии превышает излучение. Таким образом, колебания в скорости выработки энергии представляют собой непрерывно уменьшающуюся пропорцию общей энергии звезды. Следовательно, и период и величина переменности (измененные в терминах процентного изменения в излучении) уменьшаются со временем.
Поскольку средняя температура звезды повышается, со временем достигается момент, когда температура в центральных регионах в период низшей фазы цикла больше не падает ниже предела разрушения самых тяжелых элементов. Но это не окончание переменности, потому что к данному моменту или немного позже высшая точка температурного цикла достигает предела разрушения следующего более легкого элемента, и выработка энергии путем разрушения этого элемента происходит в виде того же типа цикла “вкл” и “выкл”. Колебания никогда не прекращаются полностью, но уменьшаются по величине, и больше не наблюдаются после того, как температура стабилизируется, или когда общая энергия звезды становится такой большой, что влияние изменений незначительно на шкале наблюдения.
|
|
|
Одна звезда, Солнце, настолько близка к нам, что можно обнаружить даже мелкие колебания в выработке энергии. Эта тема еще не изучена в контексте вселенной движения, но известно, что некоторые аспекты солнечного поведения переменны. Особенно заметны наблюдаемые флуктуации в активности по созданию солнечных пятен. Происхождение пятен неизвестно, но, несомненно, они инициируются так же, как процесс выработки энергии. Возможно, они указывают на изменения на выходе процесса, которые следовало бы ожидать от периодических изменений. Также имеется некий относительно длинный диапазон изменений (такой как уменьшение выхода энергии, вызвавшее Малый Ледниковый Период в XVII веке, и увеличение выхода энергии, вызывающее постепенное потепление в XX веке), который может создаваться за счет изменений в природе или количестве материала, наращиваемого из окружающей среды. В любом случае эти темы требуют дальнейшего исследования. Возможно, такое исследование можно будет расширить до более отдаленных звезд, которые сейчас не относятся к классу переменных. Кое-какие наблюдения “изменений в активности, подобных 11-летнему циклу создания солнечных пятен” в близлежащих звездах, уже выполнены.8
|
|
|
Теоретическое объяснение процесса, посредством которого строятся более тяжелые элементы, установленного в томе 2, определяет его как непрерывный процесс захвата, происходящий повсюду в материальном секторе. В примитивной совокупности разреженного материала и в ранних облаках пыли и газа уровень магнитной ионизации равен нулю. Это говорит об отсутствии препятствия для построения любого из 117-ти возможных элементов. Время, затраченное на первые эволюционные стадии, настолько велико, что к моменту достижения стадии протозвезды в пылевых облаках представлены все элементы. Ввиду того, что построение атомной структуры – это пошаговый процесс, исходное изобилие элементов является обратной функцией атомной массы (с некоторыми модификациями за счет других факторов), но даже небольшого количества очень тяжелых элементов достаточно для начала атомной дезинтеграции, обеспечивающей приращение энергии, которое повышает плотность пылевого облака до статуса звезды.
|
|
|
К тому моменту, когда исходный запас тяжелых элементов исчерпывается, звездное топливо восстанавливается приращением материала из окружающей среды и непрерывной деятельностью процесса построения атомов. Вся захваченная материя обладает некоторым количеством тяжелых элементов, но прибавление к запасу топлива не ограничивается данным количеством. Любая материя, которая значительно прибавляется к общей массе звезды, служит цели активации дополнительного источника энергии. Увеличение массы повышает температуру в центре звезды, и, следовательно, создает больше топлива, имеющегося за счет достижения пределов разрушения более легких элементов.
Корреляция температуры в центре с массой подразумевает, что основной запас топлива при любом данном уровне массы обеспечивается особым элементом. Большинство очень тяжелых элементов присутствует лишь в мелких концентрациях, поэтому в некоторых случаях трудно различить положения, в которых начинается разрушение дополнительного элемента. Однако имеется относительно широкий диапазон массы, указанный заштрихованной областью на рисунке 6, в котором переменчивость достаточно регулярна, чтобы сделать очевидным следующее: Главным источником энергии является единичный элемент. Особый характер изменчивости в данной области, которую мы будем определять как зону Цефеид, занимает достаточно широкий диапазон температур в центре, указывая на то, что энергия сначала получается из элемента, который присутствует в звезде в более высокой концентрации, а не создается любым элементом большего атомного номера. Этот особый элемент нельзя определить без дальнейшего исследования. Но поскольку свинец является не только первым умеренно изобильным элементом в нисходящем порядке атомной массы, но и единственным таким элементом в верхней части атомных серий, мы можем, по крайней мере, теоретически, соотнести предел температурного разрушения данного элемента № 82 с температурой в центре, соответствующей диапазону массы зоны Цефеид. В этой связи следует отметить, что свинец является самым тяжелым элементом, устойчивым к радиоактивности в области единицы магнитной ионизации, и, следовательно, занимает привилегированное положение, чем-то похожее на положение железа.
|
|
|
Длительный период переменности, предшествующий Цефеидам на эволюционном пути, можно соотнести с элементами выше свинца в атомных сериях. Здесь количества энергии, выработанные при достижении последовательных пределов разрушения, меньше, поскольку эти элементы относительно редки. Но каждое приращение энергии оказывает большее влияние на звездное равновесие из-за меньшей способности хранения тепла у низкотемпературных звезд. Это усиливает влияние малых изменений в потоке материи, входящей из окружения; в результате долгопериодические изменения менее регулярны, чем у Цефеид. В общем, эти звезды не выделяются в легко распознаваемые классы в отряде Цефеид, но некоторые группы похожей природы определены. Например, переменные СП Тельца типа Мирры обнаруживаются между длиннопериодическими красными переменными и Цефеидами.9
В примитивной материи, из которой формировались глобулярные кластеры, имеются 35 элементов тяжелее свинца. Предел разрушения каждого из элементов устанавливает температуру в центре конкретной группы звезд так же, как предел разрушения свинца, по-видимому, устанавливает температуру в центре и, соответственно, характерные свойства Цефеид. Большинство звезд класса А, возможно, пребывает на уровне единицы магнитной ионизации, уменьшая количество стабильных элементов выше свинца до десяти, и звезды СП Тельцов рассматриваются как одни из них. Но пытаться разделить все переменные раньше Цефеид на группы и определять элементы, представляющие энергетический источник для каждой звезды, явно непрактично, даже если вовлечь в процесс еще девять групп.
Звезды, расположенные в области, где эволюционная линия класса А АС пересекает дугу зоны Цефеид, известны как звезды RR Лиры. В шаровых звездных скоплениях их много, и по этой причине они также называются переменными скоплений.
Однако в данных скоплениях имеются не только звезды класса А Цефеиды. Один вид звезды шаровых звездных скоплений, который мы еще не рассматривали, - это звезда, которая конденсируется вокруг большого ядра; либо заранее существующей мелкой звезды, либо совокупности планетарной массы. Если конденсация звезды происходит вокруг ядра такого размера, линия эволюционного развития похожа на линию развития гигантов класса С и сдвигается вверх на диаграмме ЦВ относительно траектории класса 1А. Эта линия входит в зону Цефеид там, где масса и температура в центре совпадает с массой и температурой в центре с областью звезд RR Лиры, но плотность и температура на поверхности ниже, а светимость выше. Астрономы знают эту Популяцию как звезды Цефеид типа II или звезды W Девы. Согласно нашей терминологии, они являются Цефеидами класса 1.
Изменения, происходящие в звездах во время прохождения цикла, оказывают влияние на положение, которое звезда данного вида занимает в своей зоне на диаграмме ЦВ. Один такой результат – существование звезды Цефеид третьего типа. Гигантская звезда класса С второго или более позднего цикла движется через зону Цефеид, если обладает большой исходной массой или подвергается большому приращению. Как и следовало ожидать, общие характеристики данного типа Цефеид похожи на характеристики Цефеид класса 1. Конечно, существование двух разных групп больших звезд типа Цефеид было осознано относительно недавно. Но сейчас известно, что Цефеиды класса 2С (Популяция I) более массивные и на диаграмме ЦВ расположены выше (около 1 ~/z величин), чем звезды класса 1.10 Также они одинаковы по размеру и обладают похожими свойствами. И большая масса, и сходство свойств звезд класса 2С объясняются нашим открытием, что они являются звездами, восстановившимися из продуктов сверхновых звезд типа I, которые являются взрывами звезд, достигших предела массы, и, следовательно, очень больших и очень похожих. Эти характеристики переносятся на их продукты.
Как и следовало ожидать, ранее упомянутые переменные RV Тельца тоже делятся на две отдельные группы, похожие на два класса Цефеид.
На другой стороне зоны Цефеид контролирующие факторы обратные. Способность звезды хранить тепло намного больше за счет более высоких температур и больших масс. Соответственно, любые вариации, либо в скорости приращения, либо в изобилии тяжелых элементов в приращенной материи в большей степени сглаживаются.
Звезды Цефеид сыграли важную роль в продвижении астрономического знания благодаря особой связи между их периодами и светимостями. Это понимается как еще один результат взаимосвязи между разными свойствами звезд, что было темой обсуждения в данной и предшествующей главе. Возможно, этот результат относится как к большинству других видов важных переменных, так и Цефеидам, но другие виды переменных звезд менее обычны и поэтому определены менее ясно. Также сомнительно, являются ли любые из других классов звезд такими же однородными как Цефеиды. Отношение период-светимость для Цефеид, если правильно градуировано, позволяет определять абсолютную величину звезды Цефеид из периода - наблюдаемой величины. Затем отношение абсолютной величины к наблюдаемой указывает на расстояние до звезды, предлагая средства измерения расстояний вплоть до миллиона световых лет, намного выше пределов обычных методов измерения.
Объяснение пульсаций Цефеид и других подобных типов переменных звезд, представленное в данной работе, конечно, отличается от объяснений, обнаруживаемых в астрономической литературе. Астрономы считают, что это механическая вибрация, похожая на колокол, как говорится в одном учебнике. Но наблюдаемые характеристики пульсации противоречат этой гипотезе.
Знаменательный факт – максимум яркости приходится на время самого быстрого расширения, а минимум совпадает с самым быстрым сжатием. Это противоречит любой теории, признающей простую пульсацию всего звездного тела. Могло бы показаться, что звезда должна быть самой яркой и горячей вскоре после того, как сжатие приводит ее в состояние самой высокой плотности и давления.11
Подобно многим другим отмеченным, но проигнорированным в современной практике “знаменательным фактам”, данный факт несет в себе послание. Он рассказывает, что превалирующая теория пульсации ошибочна. Теория вселенной движения раскрывает, в чем ее ошибка. Пульсация – это не механическая вибрация; она приводится в действие температурой. Взаимодействие двух процессов – расширения и выработки энергии - вот причина периодичности. Максимальная яркость возникает в период максимального расширения потому, что это момент, когда выработка энергии с максимальной скоростью продолжается на протяжении самого большого промежутка времени.
За исключением некоторых частей, содержащих никель и другие элементы, близкие железу, которые исчезают за счет локальных изменений в условиях центральных регионов звезды, в период жизни звезды элементы, тяжелее железа, разрушаются при выработке энергии. В сверхновых звездах типа I взрыв уничтожает эту жизнь, если звезда достигает температурного предела железа. Построение этих элементов начинается приблизительно с нового царапанья, но период расширения и перегруппировки продуктов взрыва достаточно долгий, чтобы привести концентрацию тяжелых элементов в протозвездах второго поколения почти к концентрации в протозвездах первого цикла. Концентрация железа и элементов с более низкой атомной массой увеличивалась без остановки, и общее содержание тяжелых элементов звезд класса 2С (обычно выраженное в процентах элементов выше водорода или гелия, или как отношение более тяжелых элементов к водороду) значительно больше, чем у звезд класса 1А.
Аналогичные процессы построения атомов действуют в окружении звезд в межзвездном пространстве. Содержание тяжелых элементов определяется возрастом материи, не зависимо от того, пребывает ли материя в форме пыли и газа или смешана со звездами. Как отмечалось в главе 3, современная точка зрения астрономов такова: Тяжелые элементы формируются внутри звезд и рассеиваются в окружении посредством взрывов сверхновых звезд. На этом основании содержание тяжелых элементов у молодых звезд больше, чем у старых звезд потому, что пропорция тяжелых элементов в “сырой материи”, доступной для построения звезды, увеличивается с возрастом галактики.
Хотя такая точка зрения наслаждается общим признанием, свидетельство наблюдений продолжает накапливать все больше и больше аномалий. В дополнение ко многим положениям свидетельства, противоречащим этой гипотезе, которые обсуждались на предыдущих страницах данного тома, сейчас можно отметить, что свидетельство указывает на то, что содержание тяжелых элементов в межзвездной материи локального окружения не увеличивается. Мартин Харуит детально рассмотрел ситуацию. Он замечает, что “сходство в изобилии” (то есть, в химическом составе, как указывают спектры) разных звезд в Галактике – звезд В, красных гигантов, планетарных туманностей и так далее – “отчасти приводит в замешательство”.12 Сходства приводят к следующему выводу: “Анализы показывают, что в период жизни в Галактике межзвездная материя имела почти неизменный состав”. Этот вывод определенно конфликтует с базовым допущением, стоящим за ныне принятым объяснением разницы в составе между “старыми” и молодыми звездами; допущением, что межзвездная среда постоянно обогащается тяжелыми элементами, “сваренными” в звездах и рассеивающимися в окружение.
Конечно, наши открытия тоже требуют, чтобы содержание тяжелых элементов любого данного количества материи увеличивалось с возрастом, но существующая межзвездная материя - это не та материя, которая занимала этот регион пространства в ранние времена. Все галактики втягивают в себя разреженный материал из окружающей среды, материал, который согласно нашим открытиям относительно молод. Например, Харуит ссылается на недавно открытое и очевидно непрерывное поступление газа извне Галактики. Как отмечалось в главе 2, большие галактики тоже захватывают незрелые шаровые звездные скопления, составляющие пылевые облака которых еще не консолидировались в звезды. Тем временем звезды наращивают старую межзвездную материю. Очень похоже на то, что два процесса почти компенсируют друг друга и оставляют средний состав межзвездного материала в локальном окружении почти постоянным. Таким образом, вывод Харуита о постоянстве состава согласуется с теорией вселенной движения, если относится к ситуации во внешних регионах спиралевидных галактик. Теоретически, пропорция тяжелых элементов должна быть больше в более старых регионах галактик; но сейчас дела обстоят так, что они недоступны детальному наблюдению.
Глава 6
Цикл карликовой звезды
При очень высоких температурах, преобладающих внутри звезд на верхнем конце главной последовательности, температурные скорости приближаются к уровню единицы; и когда эти уже высокие скорости далее увеличиваются за счет энергии, высвобожденной при взрыве сверхновых звезд, скорость многих внутренних атомов становится выше единицы. Результаты скоростей выше уровня единицы кратко обсуждались в томе 1. Сейчас требуется более детальное рассмотрение, поскольку скорости выше единицы, не играющие роли в физической активности нашего земного окружения, вовлекаются в широкое разнообразие астрономических феноменов.
Открытие существования скоростей выше скорости света является самыми значимыми результатами развития теории вселенной движения. Оно распахивает двери к пониманию многих ранее малопонятных или сбивающих с толку феноменов и соотношений. Некоторые концепции, вовлеченные в работу с очень высокими скоростями, новые и незнакомые. Именно по этой причине многим людям трудно принять их лишь на основе теоретических умозаключений, какой бы прочной ни была основа умозаключений. Таким людям очень помогут результаты последнего исследования, изложенные в книге Факты, которыми пренебрегла наука, опубликованной в 1982 году. Исследование показало, что многие новые открытия, выведенные из теории вселенной движения, можно вывести и из чисто фактических предпосылок, независимо от любой теории, обеспечивая эмпирическое подтверждение теоретических результатов. Среди теоретических выводов, сейчас обеспечивших фактическое доказательство, имеются пункты, которые нас сейчас интересуют. Это наличие скоростей больше единицы и характеристики движения на данных скоростях. Чтобы выделить положение, что теоретические открытия, какими странными они бы не казались в свете ранее принятых теорий, полностью подтверждаются наблюдаемыми фактами и логическими заключениями, сделанными на основе фактов, в целях теоретического развития данной работы описание базовых движений выполнено на основании часто теоретического вывода, представленного в публикации 1982 года.
Основанное на фактах развитие стало возможным путем осознания физической очевидности наличия скалярных движений и детального анализа свойств движения такой природы. Скалярная природа базовых движений является существенной характеристикой СТОВ, что подчеркивалось с момента ее первой презентации. Теоретические положения, приведенные в выдержке из книги 1982 года – просто необходимые следствия наличия базовых скалярных движений. Однако чтобы следовать развитию мысли, понадобится иметь в виду некоторые особые характеристики скалярного движения, приведенные в предыдущих томах данной работы. Хотя по определению скалярное движение не обладает направлением в обычном смысле этого термина, оно может быть либо положительным, либо отрицательным. Когда такие движения представляются в системе отсчета, положительные и отрицательные величины выступают как соответственно направления наружу и вовнутрь. В целях удобства они обозначаются как “скалярные направления”. Поскольку скалярное движение – это просто отношение между величиной пространства и величиной времени, его можно измерять либо как скорость (отношение пространства ко времени), либо как обратная скорость (отношение времени к пространству). В томе I обратная скорость определялась как энергия. Обратное соотношение, такое как между пространством и временем в движении, симметрично величине единицы; то есть скорости 1/n (которые мы определили как движение в пространстве) эквивалентны обратным скоростям или энергиям n/1, в то время как энергии 1/n (которые мы определили как движение во времени) эквивалентны скоростям n/1. Пользуясь преимуществом понимания этих релевантных факторов, которые могут быть незнакомыми, теперь мы можем начать выдержку из опубликованного описания регионов высоких скоростей.
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 181; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!