Мы в социальных сетях:



Заметили ошибку в тексте?
Выделите её мышкой и
нажмите Ctrl + Enter
Если Вы стали очевидцем НЛО или любого другого паранормального явления, или у Вас есть история из жизни связанная с необъяснимыми явлениями, то присылайте материал на e-mail: info@salik.biz или через форму обратной связи, или регистрируйтесь на сайте и разместите свою историю сами. А также, Вы можете размещать свои статьи (Как разместить статью).

Все кругом твердят про гравитационные волны и слияние нейтронных звезд: что это такое?

Все кругом твердят про гравитационные волны и слияние нейтронных звезд: что это такое?
Фото:
Гравитационные волны — это рябь пространства-времени, возникающая когда два сверхплотных тела начинают ускоряться друг рядом с другом

Как астрономы открыли космические фабрики по производству золота и атомного топлива


Что такое гравитационные волны?

Как мы уже писали, гравитационные волны — это рябь пространства-времени, возникающая когда два сверхплотных тела начинают ускоряться друг рядом с другом. Представим себе натянутое полотно, на которое бросили один стальной шарик — он он слегка продавит полотно. Если мы положим рядом второй шарик, он тоже продавит полотно. А вот если мы начнем быстро двигать шарики по спирали все ближе друг к другу, то «продавленные» места начнут накладываться друг на друга и ткань пойдет волнами. Нечто похожее происходит и в космосе.

Волны резко слабеют по мере удаления от источника. Из этого следует, что их вообще очень тяжело засечь. Взаимное ускорение двух сверхмассивных тел бывает только перед слиянием. А черные дыры сливаются довольно редко. Нейтронные звезды — другой кандидат для слияний и поглощений — могут делать это чаще, но они в десятки раз легче. То есть «увидеть» такое событие реально лишь на гораздо меньших дистанциях, чем для черных дыр.

Все кругом твердят про гравитационные волны и слияние нейтронных звездВсе кругом твердят про гравитационные волны и слияние нейтронных звезд


Нейтронные звезды — космические фабрики золота и урана

При этом наблюдение слияний таких звезд чрезвычайно важно. Астрофизики уже давно подсчитали: без такого процесса картина окружающей нас Вселенной «не складывается». Возьмем нашу планету или Солнечную систему — у нас сравнительно много золота, платины, иридия и урана. Это хорошо для ювелиров и атомщиков, но совершенно противоречит всем расчетам того, как должны образовываться такие тяжелые элементы. Звезды типа Солнца почти не «производят» ничего тяжелее углерода — их масса слишком мала, давление в центре тоже относительно низкое, и слияние ядер таких атомов в центре нашего светила не идет.

Есть еще сверхновые. Это массивные звезды, взрывающиеся в конце жизненного пути. Но и они не должны давать много тяжелых элементов. Чтобы получить много урана или золота, надо чтобы в ядро более легкого атома «залетело» побольше свободных нейтронов — причем очень быстро, потому что иначе ядро распадется до того, как наберет нужное число нейтронов, с которым может долго существовать. А процесс набора нейтронов во вспышках сверхновых (s-процесс), как назло, слишком медленный.

Поэтому была предложена гипотеза так называемых r-процессов, или быстрого набора нейтронов ядрами атомов. Проблема в том, что для него надо, чтобы вокруг атомов было много свободных нейтронов. Лучший кандидат для этого — нейтронная звезда. Диаметр у нее обычно меньше протяженности среднего российского города, зато масса больше, чем у Солнца. Поэтому там чудовищная плотность вещества, а гравитационное поле в 200 миллиардов раз сильнее земного и в семь миллиардов раз сильнее, чем на поверхности Солнца.

Черные дыры сливаются довольно редкоЧерные дыры сливаются довольно редко

От такой гравитации атомы «плющат» друг друга, и из них «вылетает» часть нейтронов. Если две нейтронные звезды столкнутся, то атомные ядра начнут активно перемешиваться с нейтронами при огромном давлении и температуре. И это именно то, что надо для образования золота, платины, урана и прочего цезия. Считается, что именно так возникла примерно половина всех элементов тяжелее железа, что нас окружает. Да-да, обручальное кольцо у вас на пальце несет вещество от слияния пары нейтронных звёзд!


Гравитационные волны как наводчик. Телескоп как золотоискатель

Это была отличная гипотеза, но у нее был недостаток — нейтронные звезды очень «темные». Когда у вас гравитация в 200 миллиардов мощнее земной, фотоны с трудом покидают поверхность. Они практически потухшие, излучение у них в видимом диапазоне не очень сильное. Нейтронные звезды трудно увидеть уже с сотен световых лет. А слияния случаются не так часто, и большинство довольно далеко. До регистрации первых гравитационных волн в позапрошлом году найти следы такого события было очень тяжело.

17 августа 2017 года астрономы зарегистрировали колебания пространства-времени, длившиеся 100 секунд. Они сразу заподозрили, что оно произошло при сближении и слиянии двух нейтронных звезд. Впервые появилась возможность доказать старые гипотезы!

Впрочем, гравиволны — это еще не все. Да, волна GW170817, зафиксированная американским детектором LIGO (построенным, кстати, по схеме, предложенной в СССР еще в 1950-х годах) показала, что в этот раз сливались тела в 1,1-1,6 масс Солнца. Что слишком мало для черных дыр. Но зато как раз тот диапазон масс, что могут иметь нейтронные звезды. Однако, как понять, образовались ли там золото, уран и прочие элементы с неясным происхождением?

Для этого были использованы телескопы и спектрометры более чем 70 обсерваторий по всему миру. Они увидели как гамма-излучение от распада тяжелых радиоактивных элементов, так и спектральные следы цезия, теллура, платины, золота, и других элементов. Что еще важнее, они увидели вспышку килоновой. Так называют вспышку в «тысячу новых» звезд, которая, при этом, слабее сверхновой. До сих пор их удавалось видеть только в телескопы. И хотя были предположения, что это и есть слияние двух нейтронных звезд, до регистрации гравиволны GW170817 проверить это было никак нельзя.



Нужно больше золота, милорд

Наблюдения следов тяжелых металлов — это хорошо. Но куда лучше было бы сделать их побольше, не ограничиваться нынешним открытием. Здорово, что теперь у человечества есть LIGO и возможность дальше искать килоновы с помощью гравитационных волн.

Дело в том, что пока мы не поймем частоту таких слияний, будет неясно, насколько большая доля тяжелых элементов возникла именно в нейтронных звездах. Кроме того, слияние — опаснейшее событие. Когда один гиперплотный объект диаметром с Пермь падает на другой, образование тяжелых элементов сопровождается мощнейшей гамма-вспышкой. Астрономы уже давно ставят вопрос о том, что такое событие своим гамма-излучением может стерилизовать Землю. По крайней мере, если оно случится очень близко и наша планета будет «в фокусе» вспышки. Некоторые исследователи считают, что так уже случалось, отчего на планете были массовые вымирания. Чтобы понять, насколько серьезна угроза, и нужно ли с ней бороться, неплохо бы сначала узнать, как часто вспыхивают такие убийственные «фабрики золота».

АЛЕКСАНДР БЕРЕЗИН

Источник:

Поделиться в социальных сетях:


+27
115
Распечатать
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!
Загрузка...
Читайте еще
Пишут в блогах
Интересное видео