phys ħ
история науки
квантовый мир
космос
нанотехнологии
нейтрино
общество
петаватты
разное
термояд
тёмная материя
частицы
экзопланеты
Почему зажглись первые звёзды?
Мы все состоим из вещества, рождённого в недрах взорвавшихся звёзд. Не было бы их, не было бы ни углерода, ни кислорода, ни тем более железа. Не было бы ни одного химического элемента тяжелее гелия. Но что заставило зажечься первые звёзды? Оказывается, двумя важнейшими героями их истории являются тёмное вещество и молекулярный водород. Попробую объяснить, почему.
Тёмное вещество
Всё вещество во Вселенной состоит из того, которое мы видим в виде звёзд или межзвёздного газа — его ещё называют барионным или обычным веществом, — и вещества, невидимого для нас, о существовании которого мы догадываемся только по его гравитационному влиянию на движение звёзд и галактик. Современная оценка показывает, что это загадочное тёмное вещество составляет 84 % всей массы вещества во Вселенной.
И тёмное, и обычное вещество, по всей видимости, было во Вселенной всегда, с момента Большого взрыва. При её расширении и охлаждении частицы обычного вещества, электроны, нейтроны и протоны, сливались воедино и образовывали ядра и атомы. Однако в первые секунды существования Вселенной такие ядра существовали считанные мгновения: пространство было заполнено интенсивным гамма-излучением, которое легко разрушало любые ядра. Через десяток секунд, правда, температура упала до каких-то триллионов градусов, что хотя и многовато для комфортного существования нашего вида, достаточно прохладно, чтобы сохраниться ядрам гелия. Начался первичный нуклеосинтез.
Продолжался он около 20 минут. После чего температура Вселенной стала слишком низкой для того, чтобы поддерживать термоядерное горение и синтез новых ядер. В результате Вселенная оказалась состоящей на 76 % из водорода и на 24 % из гелия, а кроме того содержала незначительное количество лития. Всё это было ионизированным, поскольку температура всё ещё была слишком велика для образования атомов. Такой состав сохранялся до тех пор, пока не образовались первые звёзды, в недрах которых запустился процесс дальнейшего нуклеосинтеза.
Но звёзды не могут возникнуть просто так. Их предтечей являются облака, которые образуются в результате самогравитации в областях, где плотность газа чуть выше, чем в остальной Вселенной. Вопрос в том, почему Вселенная оказалась так сильно неоднородна, что количество образовавшихся звёзд было велико?
Когда мы смотрим на современное ночное небо, мы с помощью наших приборов видим, что оно пронизано реликтовым микроволновым фоном, который возник около 13,5 млрд лет назад, всего через 377 000 лет после Большого взрыва. Этот фон словно отпечаток Вселенной того времени: как если бы мы смотрели на фото 81-летнего старика, сделанное через сутки после его рождения.
Температура Вселенной в тот момент составляла уже всего 3000 градусов, это та температура, при которой появляется возможность электронам и ядрам образовать атомы, что привело к исчезновению плазмы, а свет, наконец, получил возможность распространяться свободно. Так он с тех пор и летит, образуя микроволновой фон, пронизывающий всю Вселенную.
Так вот, проблема в том, что этот снимок ранней Вселенной оказался слишком гладким. Если судить по нему, то неоднородности в ней были настолько малы, что газовые облака просто не смогли бы образоваться так быстро, и звёзды не зажглись бы до сих пор.
Именно здесь и оказывается важна роль тёмного вещества. Высокая однородность Вселенной связана с её высокой температурой и, как следствие, её высокой светимостью. Испускание большого количества света приводило к быстрому остыванию чуть более горячих участков, а его поглощение — к нагреву чуть более холодных, в результате и достигалась высокая степень однородности. Но тёмное вещество не взаимодействует со светом! А следовательно, оно было более неоднородным. И там, где тёмного вещества было чуть больше, гравитация была чуть сильнее и стягивала туда всё вещество: и тёмное, и обычное. Именно в этих областях образовались первые звёзды.
Молекулярный водород
Итак, во Вселенной, которая уже стала нейтральной, газ начал стягиваться в облака в тех местах, где тёмного вещества было чуть больше. Потенциальная энергия гравитационного взаимодействия преобразовывалась в кинетическую энергию частиц, и газ разогревался до высоких температур. Где-то через полмиллиарада лет после возникновения Вселенной температура этих газовых облаков достигла 1000 градусов.
Но одной температуры для возникновения звезды недостаточно. Нужна ещё и высокая плотность газа. Но если частицы газы двигаются слишком быстро, то нужную плотность можно и не достичь. Одним из механизмов остывания частиц горячего газа было испускание излучения во Вселенную, которая на тот момент уже остыла ниже 100 Кельвинов.
Но атомы не могут остыть сами по себе. На самом деле, они могут лишь обмениваться энергией между собой: если один атом потеряет часть своей энергии, её приобретёт другой атом, и температура не изменится. Для эффективного охлаждения нужен своеобразный катализатор.
Таким катализатором стал молекулярный водород: то есть молекулы водорода, образованные из двух атомов водорода. В то время как атомы это точечные объекты, молекулы представляют собой своеобразные гантельки, которые могут вращаться вокруг своей оси. Такая гантелька при столкновении с другим атомом начинала быстро вращаться, а затем испускала фотон небольшой энергии, который уже свободно покидал горячий газ. У отдельных атомов возможности испускать фотоны такой низкой энергии не было.
Но откуда в горячем газе ранней Вселенной вдруг возникли молекулы водорода? Оказывается, что уже тогда могли идти многие химические реакции. Наиболее сложные современные модели учитывают до 500 различных реакций! К счастью, нам будет достаточно рассмотреть только две наиболее важных из них.
Первую химики назвали реакцией ассоциативного отчуждения. Изначально большая часть атомарного водорода в облаке находилась в нейтральном состоянии с одним электроном на орбите и одним протоном в ядре. Однако небольшая часть атомов случайным образом захватила два электрона на свою орбиту и образовала отрицательно заряженные ионы водорода. Такие ионы могут вступить в реакцию с нейтральным водородом, потерять (отчуждить) лишний электрон и образовать молекулу водорода:
В результате ассоциативного отчуждения около 0,01 % атомарного водорода превращается в молекулы водорода, но этого уже достаточно, чтобы запустить процесс эффективного охлаждения газовых облаков.
В охлаждённых облаках на первые роли выходит вторая важная реакция, называемая трёхчастичной ассоциацией:
Если три атома водорода сталкиваются одновременно, два их них могут образовать молекулу водорода, отдав лишнюю энергию третьему атому. Эта реакция в конце концов превращает в молекулярный водород всё облако, что и приводит в результате к охлаждению газа до температуры достаточной для образования звезды.
Звёзды
Правда, детально как именно в плотном холодном газовом облаке зажигается термоядерная реакция и собственно возникает звезда, непонято до сих пор. Сложность этого процесса в десятки раз превосходит сложность тех процессов, который мы рассмотрели в этой статьей. С его моделированием не справляются даже самые мощные современные суперкомпьютеры. Главная проблема — последние 10 000 лет эволюции газового облака. Первые 200 млн лет моделируются за 12 часов массивных параллельных вычислений, но когда плотность газа возрастает до звёздной структура облака начинает меняться всё быстрее и быстрее, поэтому если начальные стадии можно моделировать с шагом в 100 000 лет или около того, то для последних 10 000 лет требуется делать шаг не длиннее нескольких суток! Подобный расчёт занял бы более года даже на самой быстрой из существующих машин. А на моделирование всех возможных параметров звёзд не хватит и человеческой жизни. По этой причине мы и не знаем до сих пор, например, как были распределены первичные звёзды по массам, а поскольку именно масса звезды определяет её температуру и количество различных элементов, которое образуется в её недрах, то следовательно, мы не знаем и химический состав Вселенной после эпохи первичных звёзд. И у нас только одна надежда: закон Мура.
Источник: Daniel Wolf Savin. Before There Were Stars // Nautilus
Источник
Подготовка к ВПР по русскому языку в 4 классе. Часть 2. Вариант 5.
Материал поможет учителю начальных классов организовать подготовку к ВПР по русскому в 4 классе.
Содержимое разработки
Вариант 5. Часть 2
4. Произнеси данные ниже слова, поставь в них знак ударения над ударными гласными.
Алфавит, брала, поняла, позвонишь.
5. В данном ниже предложении найди слово, в котором все согласные звуки звонкие. Выпиши это слово.
После захода солнца зажглись первые звёзды.
Прочитай текст и выполни задания 6–14. Запиши ответы на отведённых для этого строчках.
(1)Как-то раз похвалился мне маленький приятель Андрейка, что он в лесу, за околицей, с золотой птичкой пересвистывается. (2)Я как раз собирался выйти на луг за щавелем. (3)Там же можно было нарвать и сочных молодых стрелок дикого лука. (4)Напросился со мной на луг и Андрейка. (5)По пути мы завернули в соседний перелесок. (6)Тут-то и услышал я нежное, мелодичное посвистывание иволги: «Фи-ти-лиу, фю-тилу-лиу!» (7)Андрейка восторженно замер и повернул ко мне сияющее лицо.
(8)Посвистывая, птица перелетала с дерева на дерево и вскоре показалась на соседнем тополе: ярко-жёлтая, чуть крупнее скворца. (9)Вдруг рядом с ней – так мы подумали – резко, пронзительно закричала кошка, словно кто-то на хвост ей наступил. (10)Как бы она иволгу не сцапала! (11)Но, как мы ни вглядывались, в ветках берёзы никакую кошку не увидели. (12)Правда, заметили: стоит нашей маленькой красивой птичке клюв раскрыть, как тут же кошка верещит, да так, что хочется просто закрыть уши.
(13)Оказывается, иволги в случае опасности издают кошачьи звуки. (14)Так бывает
обычно, если они завидят человека или какого-нибудь хищника. (15)За это птичку иволгу называют иногда «лесной кошкой». (По И. Н. Семченко)
6. Что хотел сказать автор читателю? Определи и запиши основную мысль текста.
7. Составь и запиши план текста из трёх пунктов. В ответе ты можешь использовать сочетания слов или предложения.
8. Задай по тексту вопрос, который поможет определить, насколько точно твои одноклассники поняли его содержание. Запиши свой вопрос.
9. Как ты понимаешь значение слова «крупнее» из 8-го предложения? Запиши своё объяснение.
Ответ. Крупнее – это_______________________________________________________
10. Замени слово «заметили» из 12-го предложения близким по значению словом. Запиши это слово.
Ответ. Заметили — ________________________________________________________
11. В 5 -м предложении найди слово, состав которого соответствует схеме:
Выпиши это слово, обозначь его части.
12. Выпиши из 11-го предложения все имена существительные в той форме, в которой они употреблены в предложении. Укажи род, склонение, число, падеж одной из форм имени существительного (на выбор).
13. Выпиши из 1-го предложения все формы имён прилагательных с именами существительными, к которым они относятся. Укажи число, род (если есть), падеж одной из форм имени прилагательного (на выбор).
14. Выпиши из 9-го предложения все глаголы в той форме, в которой они употреблены в предложении.
15. Подумай и напиши, в какой жизненной ситуации уместно будет употребить выражение За двумя зайцами погонишься – ни одного не поймаешь.
Ответ. Выражение За двумя зайцами погонишься – ни одного не поймаешь будет уместно в ситуации, когда _________________________________________________
Получите свидетельство о публикации сразу после загрузки работы
Получите бесплатно свидетельство о публикации сразу после добавления разработки
Новые олимпиады
Комплекты учителю
Качественные видеоуроки, тесты и практикумы для вашей удобной работы
Вебинары для учителей
Бесплатное участие и возможность получить свидетельство об участии в вебинаре.
Источник
Появление первой звезды. И гелиакальный восход / заход небесных тел.
Многие наверное слышали выражение «с первой (или последней) звездой», но мало кто знает, имеет ли оно под собой в действительности какой-либо смысл? Вернее, сам факт появления или растворения в поле видимости небесных тел, звезд или созвездий, на предвечернем или предрассветном небосклоне не представляет собой никакой загадки, по законам космической механики все непрерывно движется и предстает перед нашими глазами в виде неоспоримо циклической смены звездных декораций, однако в этой статье я приведу несколько аргументов в пользу того, что в древности под этим подразумевали нечто более серьезное, и связано оно вовсе не с суевериями или религиозными традициями, а с чем-то другим.
Первый аргумент — статья «К 100-летию Фатимского явления Девы Марии», где говорилось о гелиакическом закате трёх звёзд пояса Ориона. Тогда мало кто понял, в чем шла речь. Не скрою, и сегодня я имею слабое представление о важности подобных событий, что, впрочем, не мешает попробовать расширить кругозор и познания в этом вопросе.
В астрономии бытует такое объясняется, например касательно восхода:
Гелиакический (гелиакальный) восход (др.-греч. ἡλιακός — солнечный ) — первый после некоторого периода невидимости восход небесного светила (звезды или планеты) непосредственно перед восходом Солнца: « восход в лучах утренней зари ». Ежегодные гелиакические восходы одной и той же звезды приходятся приблизительно на один и тот же день (±1) и могут использоваться для поддержания правильного счёта дней в календаре. Так, совпадение начала года с гелиакическим восходом Сириуса, предвещавшим разлив Нила, играет особую роль в хронологии Древнего Египта.
В процессе годового движения Солнце перемещается среди звёзд прямым движением с запада на восток. Поэтому для части звёзд, заходящих на данной широте наблюдения, существуют промежутки времени, когда они находятся на дневном небе вместе с Солнцем . С течением времени Солнце перемещается на восток, поэтому в конечном счёте звезда начинает восходить утром раньше, чем Солнце. В какой-то момент времени звезда перестаёт теряться в лучах утренней зари и становится доступной для наблюдения. Считается, что в данный день произошёл гелиакический восход звезды. На разных широтах гелиакический восход звезды не обязательно приходится на один день. (из «Википедии»)
Немного продолжу египетскую тему, ставшую привычной на нашем сайте, д остоверно известно, что древние египтяне пристально следили за Сириусом (Сотис), особенно в момент его появления на востоке. Можно предположить, что за ним наблюдали чаще, чем за любым другим небесным объектом. Помимо этого, нам хорошо известно, что новый год в календаре египтян приходился точно на гелиакический восход звезды Сириус, выпад авший во времена «строительства пирамид» на день летнего солнцестояния. Эти дни странным образом совпадали и с началом ежегодного разлива Нила, который считали большим праздником, несущим поступление воды, насыщенной илом, натуральным удобрением для сухих почв полупустынь, бесценным для будущего урожая.
Звезда Сириус исчезает с горизонта и находится вне видимости 70 дней. (К слову, пояс Ориона отсутствует 72 дня)
Это время, когда Изида собирает, расчлененного Сетом, Осириса, и мумифицирует его. Сириус отождествляли с Изидой, которая ежегодно воскрешала Осириса в день летнего солнцестояния.
Гелиакический восход Сириуса выглядит приблизительно так:
Над Сириусом на этой картинке прекрасно виден и сам Осирис, или созвездие Ориона.
Но давайте вспомним, где еще встречается упоминание об этом астрономическом явлении? Звезда Вифлеема, Рождество Христово! Загадочное небесное явление, которое, согласно Евангелию от Матфея, волхвы назвали «звездой». Увидев эту «звезду» на востоке (более точный перевод: на восходе) и решив, что родился «царь Иудейский», они пришли в Иерусалим, чтобы поклониться ему. Могла ли звезда, побудившая трех «мудрецов с Востока» отправиться на поиски новорожденного Царя, быть реальным астрономическим явлением? (кстати, примечательная трактовка «три мудреца с Востока», согласитесь, мне почему-то на ум приходит лишь одно соображение, три звезды пояса Ориона — Альнитак, Альнилам, Минтака) Сегодня это можно легко проверить, имея под рукой замечательную программу Stellarium.
Не буду особо фантазировать, а всего лишь выскажу найденную маленькую догадку (возможно, ошибочную и потому не бейте) , глядя на небо Иерусалима в нулевом году, между «до» и «нашей» эрой. Глядя на утренний рассвет в день летнего солнцестояния, мы можем увидеть три звезды пояса Ориона именно востоке, восходящих за 40 минут до появления самого Солнца. Случайность? Или может именно они и являются теми самыми «мудрецами с Востока»?
Теперь давайте обратимся к христианскому писанию. Согласно Евангелию от Матфея, волхвы видели «звезду» два раза: в первый раз на востоке (точнее: на восходе), а во второй после того как она «остановилась» над домом, в котором находились Младенец с Марией (прим. автора: уж не астрономические ли это намеки?) :
Когда же Иисус родился в Вифлееме Иудейском во дни царя Ирода, пришли в Иерусалим волхвы с востока и говорят: где родившийся Царь Иудейский? ибо мы видели звезду Его на востоке и пришли поклониться Ему. (Мф. 2:1-2)
Они, выслушав царя, пошли. И се, звезда, которую видели они на востоке, шла перед ними, как наконец пришла и остановилась над местом, где был Младенец. Увидев же звезду, они возрадовались радостью весьма великою, и, войдя в дом, увидели Младенца с Мариею, Матерью Его, и, пав, поклонились Ему; и, открыв сокровища свои, принесли Ему дары: золото, ладан и смирну. (Мф. 2:9-11)
Пока верующие слепо верят, пытливые умы тихонько проверяют, возможны ли какие-либо закономерности. И между прочим, историчность сообщений Нового Завета и реальность существования Вифлеемской звезды не доказана . Учёные пытаются использовать данные о ней для установления точной даты Рождества Христова.
Среди гипотез встречаются:
- комета Галлея — 63 дня осенью в 12 году до н. э.;
- соединение Юпитера и Сатурна (известное в астрологии как «великое соединение») в знаке Рыб 15 ноября 7 года до н. э., и соединение Юпитера, Сатурна и Марса в начале марта 6 года до н. э. (по Иоганну Кеплеру);
- соединение Юпитера с Регулом (12 августа 3 года до н. э.) и Венеры с Юпитером (12 августа 2 года до н. э.).
- новая звезда, вспыхнувшая близ беты Козерога — наблюдалась в течение 70 дней весной 5 года до н. э. (известна по китайским и корейским летописям);
- сверхновая, аналогичная сверхновой Тихо Браге — (по Джероламо Кардано);
- новая звезда в созвездии Ориона — между 5 и 3 годами до н. э. (по китайским и персидским источникам);
- Сириус.
Я привожу эти сведения затем, чтобы высказать предположение о том, что под религиозными мифами вполне могут скрываться некие знаковые астрономические события, способствующие пришествию на Землю великих духовных Учителей.
Говоря о наших днях, мы можем увидеть эти отголоски, например, в рождественском Сочельнике, Рождестве Христовом. Традиция поститься » до первой звезды » связана с преданием о появлении Вифлеемской звезды, возвестившей о рождении Христа. В эти минуты миллионы христиан, живущих по юлианскому календарю, садятся за праздничный стол, чтобы отметить Рождество. Считается, что ужин можно начинать с появлением на небе первой звезды .
Евреи всего мира ежегодно отмечают иудейский праздник — Песах, центральный иудейский праздник в память об Исходе из Египта. Он начинается на четырнадцатый день весеннего месяца нисан и празднуется в течение 7 дней . С появлением первой звезды в синагогах начинаются торжественные службы, а затем происходит первый седер, так называют евреи пасхальный вечер. Как правило, проведение седера тщательно регламентировано и состоит из множества элементов. В эту ночь читаются священные тексты, во время седера принято выпивать четыре бокала вина или виноградного сока, а уж приступают к трапезе только с восходом первой звезды .
Другой еврейский праздник Шаббат:
еженедельный праздник, седьмой день недели. На руский язык «шаббат» переводится как «суббота» и означает ПОКОЙ. Т.е. согласно Торе, Бог трудился шесть дней над сотворением Земли, а в 7-ой день отдыхал. Поэтому евреи, раз они называют себя богоизбранным народом, должны вести себя точно также как вёл себя бог Израиля, т.е. отдыхать в седьмой день. По еврейскому календарю день начинается с вечера, поэтому в пятницу начинают встречать субботу, которую они называют «Царица Суббота», т.е. главнейшее время, и произносят: «Шаббат Шалом» – да здравствует суббота. Наступает она с пятницы за 18 минут до захода Солнца, допустим синоптики говорят: «Заход Солнца в 21:18», значит праздновать начнут в 21:00. Заканчивается в субботу вечером с появлением на небе первых трёх звёзд, или через 40 минут после захода Солнца , если небо затянуто тучами и звёзд невидно. (источник)
Чуть-чуть юмора, найденного на просторах интернета:
Обед у императрицы Екатерины II в последний день Рождественского поста.
Едят все, кроме полководца Суворова.
— А что это у нас граф Суворов ничего не ест, а? — спрашивает императрица.
— Так ведь пост, матушка. До первой звезды нельзя. Ждём-с, — отвечает Суворов.
Все прекращают есть, но Екатерина находит выход: «Звезду Суворову Александру Васильевичу!».
Из серии рекламных роликов «Всемирная история, Банк Империал»
И теперь давайте приведем цитаты из книг Анастасии Новых, где также встречаются упоминания о «первых звездах»:
— А что касательно Вальпургиевой ночи. — продолжил Сэнсэй, когда коллектив утих, — с позиции сегодняшнего дня люди считают, что это был просто один из значительных дохристианских праздников, весьма популярный в древности, посвященный наступлению весны, пробуждению сил природы. В разные времена, у разных народов его величали по-разному. К примеру, Майский канун, Бельтэйн. Кстати говоря, раньше те же кельты считали дни от вечера к вечеру, а не от утра к утру. Поэтому любой значимый праздник начинался с появлением на небосклоне первой звезды . Ночь перед 1 мая знаменовала наступление летнего периода времени, так называемого «большого солнца». С древности жило глубокое поверье, что в эту ночь открываются врата в другой мир, и даже травы в это время приобретают чудесную силу. «Сэнсэй-IV. Исконный Шамбалы» А. Новых
. знания и практики о Мировой горе Меру были доступны простому народу, в отличие от «прихватизации» этих знаний жрецами других народов. На славянских территориях долгое время осуществлялись старинные ритуалы магических «полётов» на космическую гору, которые проводились на священном холме, похожем по форме на очертания Мировой горы. К слову сказать, раньше великие праздники назначались не потому, что людям вздумалось повеселиться. Испокон веков они проводились именно в те дни, которые совпадали с определёнными космическими циклами. И начинали их праздновать не с утра, как это сейчас принято, а с вечера, с восходом первой звезды . «Сэнсэй-IV. Исконный Шамбалы» А. Новых
Надо отметить, что у Глеба Ивановича оказалась необычной не только жизнь, но даже и смерть. Он был вполне здоров, несмотря на свой преклонный возраст. После той памятной встречи с Межанином, в 1964 году, Бокий собрал всех своих друзей и сказал, что в духовных практиках ему открылся совершенно другой уровень реальностей, абсолютно несравнимый с земными понятиями. Он получил в него доступ и хочет покинуть это тело. Бокий сам назначил точное время, когда остановит своё сердце, ещё шутил по этому поводу насчёт точности истинных чекистов. Попрощавшись с друзьями, ровно в девятнадцать часов три минуты , с появлением на небе первой звезды , сердце его остановилось, как он и говорил… «Перекрестье. Исконный Шамбалы» А. Новых
Воодушевленный этой беседой с Гавриилом, Магомет вышел из пещеры, в которой он медитировал, и первое, что он увидел, это была завораживающая картина природы. На огромном вечернем небе ослепительно светил молодой месяц, а рядом с ним горела яркая звезда . В ту же минуту на него снизошло озарение, и он понял, как донести это Учение людям. Он понял, что Бог – это Любовь, это постоянное действие. Бог не говорит словами. Потому Он общается с людьми через посредников – архангелов, которые доводят Его волю до сознания человека. Но сам человек волен познать Бога через свою душу. «Сэнсэй. Исконный Шамбалы» А. Новых
ВМЕСТО ВЫВОДОВ
Статья на отвечает на вопрос «что именно скрывается под понятием гелиакальный (солнечный) восход или заход тех или иных небесных объектов», наверняка существуют какие-то очень важные закономерности, и за неимением ключей, открыть пока эти двери не удается. Связав некоторую аргументацию, я попытался лишь подраскрыть вопрос, чтобы появилась возможность задать его снова.
Источник