Астронет > Форумы > Астрономия и Интернет > Re[n]: "Волшебные" принципы астрономии

А. Н. Чураев · 7.08.2007 11:40

Астрономия это весьма интересная наука. Но еще интереснее ее делают некоторые "волшебные" и при этом тайные принципы, которые используются в некоторых теориях. Например, "принцип однородности состава объектов". Что это еще за принцип такой? Ну это такой принцип согласно которому состав поверхности звезды такой же как и состав ее глубин, состав верхнив слоеватмосферы планет-гигантов такой же как и состав нижних слоев атмосферы. Почему этот принцип тайный и "волшебный"? Тайный он потому что о немникто не говорит, а "волшебный" он потому что вообще-то противоречит законам физики. Известно, что давление газаэкспоненциально уменьшается с высотой, причем масса молекул газа она в экспоненте стоит. Другими словамичем больше масса молекул газа тем быстрее падаетплотность этого газа с высотой.И соответственно выше всех заберется самый легкий газ (газ с самой маленькой массы молекулы). Правда газ может забраться слишком далеко и просто напросто улететь с планеты - все зависит от мощности гравитационного поля (а также от температуры, наличия или отсутствия мощного солнечного ветра).

Итак что мы имеем? Верхние слои атмосферы Юпитера состоят из водорода. Если воспользоваться "принципом однородности состава объектов", то тогда мы получим, что весь Юпитер состоит из водорода и имеет кристаллическое ядро, и вообще является не планетой а газовым гигантом ("волшебный принцип" попрождает не менее "волшебные" объекты). А если не использовать этот принцип, то что нам тот факт, что верхние слои атмосферы Юпитера состоят из водорода? Ну собственно только то, что мощности гравитационного поля Юпитера достаточно чтобы удержать водород, а в более глубоких слоях Юпитер "содержит" более тяжелые газы... ну итвердая поверхность у него тоже судя по всему есть. Почему есть?Ну что происходит с метеоритами,астероидами, кометами,которые регулярно падают на Юпитер? Они сгорают (точнее испаряются). Ну а дальше? А дальше испарившее вещество остывает, конденсируется, кристаллизуется и падает вниз. Куда падает? На поверхность! Даже если ее когда-то не было, то поверхность создали останки метеоритов и астероидов.

Дмитрий Доценко · 7.08.2007 13:29

Если не сложно, уточните, где вы заметили неправомерное использование этого принципа. Конечно, его бездумное применение было бы ошибочным. Но есть ситуации, когда он применим. Вот два примера.

1. Если звезда полностью конвективная (на линии Хаяши или вблизи нее), то конвекция обеспечивает однородный по вертикали состав. Она также может работать в планетах-гигантах, так как они внутри горячее, чем снаружи (но я не знаю, работает ли конвекция, т.е. выполняется ли критерий Шварцшильда - это нужно проверить по литературе).

2. Если время химической сегрегации больше времени существования объекта, то тяжелые элементы еще не успели "потонуть" (ну, по закону Архимеда), и объект однороден по вертикали (имеет тот же профиль, что и во время его образования). Это относится как минимум к горячему межгалактическому газу в скоплениях галактик и к "газу" звезд в эллиптических галактиках.

А. Н. Чураев · 7.08.2007 21:46

Я говорю о применении этого принципа к звездам (всем!) и к планетам-гигантам. И выше я писал о том, что этот принцип используется для определения состава Солнца и атмосферы Юпитера. Что касается однородности межзвездного и межгалактического газа, то я ничего против этого не имею. Собственно их однородность обоснована и нет нужды в использовании "волшебного" то есть необоснованного принципа однородности. Что касается влияния конвекции на однородность объектов (однородность звезд и атмосфер планет) то конвекция может снизить неоднородность, но не может сделать объект однородным. Особенно это касается тех объектов которые состоят из элементов сильно отличающихся по массе. Ионы железа из центральных областей солнца практически не имеют шансов выбраться на поверхность поскольку слишком большой путь им нужно проделать (радиус солнца ведь составляет более полумиллиона километров) а их масса во много раз превосходит массу ионов гелия и тем более водорода. К тому же согласно доминирующей теории глубинные слои солнца не подвержены конвекции (правда что там подвержено ей, а что неизвестно - это только предположение). Кстати говоря масса ионов гелия в 4 раза превосходит массу ионов водорода, но тем не менее на поверхности солнца немало гелия. О чем это говорит? А о том, что гелия в солнце больше чем водорода, и намного больше. Но ладно, бог с ним с солнцем, давайте вспомним что пишут про состав звезд-гигантов. Вот к ним в полной мере применяют вышеописанный "волшебный" принцип. И никого не смущает тот факт, что если в такую звезду бодбросить шар свинца размером с солнце, то на поверхности звезды гиганта ничего не изменится. Вообще ничего! Шансы ионов свинца преодолеть сотни миллионов километров в гравитационном поле звезды, соперничая с ионами углерода, практически тождественны нулю. На поверхности звезды как их не было так и не будет. Намек понятен?

М. Ю. Якимов · 8.08.2007 0:52

Господин Чураев! По-моему, Вы критикуете воззрения середины позапрошлого века. Наука ведь ушла далеко вперед, и не стоит с элементарными соображениями на уровне шестого класса средней школы пытаться что-то там опровергнуть. А с кем Вы, собственно, полемизируете? Где и как применяются те самые "принципы", о которых Вы тут говорите?На этом сайте много статей, почитайте их, и увидите, быть может, что современная наука основана не на каких-то там "принципах", которые не более чем способ рассуждения, а на глубоком знании явлений природы, которые накапливаются и обобщаются уже более 300 лет! Словом, господин Чураев, учиться, учиться и еще раз учиться. Может тогда у Вас пропадет желание чинить микроскопы топором.

А. Н. Чураев · 8.08.2007 10:34

Господин Якимов! Свою позицию я аргументировал. Вы же ничего не сказали, кроме общих слов о том, что "современная наука основана не на каких-то там "принципах", которые не более чем способ рассуждения, а на глубоком знании явлений природы, которые накапливаются и обобщаются уже более 300 лет". А фразы вроде "да вы ... не знаете, вам надо учиться и учиться, и о чем вообще с вами можно разговаривать" это тем более не аргумент. Если вам религия не позволяет обсуждать существующие теории, то не обсуждайте их, но не мешайте другим это делать. Кстати, глубоко религиозные люди не могут заниматься наукой.

Дмитрий Доценко · 8.08.2007 12:25

Господин Чураев! Вы ошибаетесь -- при современных методах исследования в приведенных вами примерах однородность не предполагается. Я допускаю, что для простоты она предполагалась в вычислениях начала 20-го века. У меня в руках книга Мартина Шварцшильда "Строение и эволюция звезд" (английское издание вышло в конце 50-х годов!), так там даны в табличной форме несколько примеров внутреннего строения звезд. Химический состав тоже затабулирован и переменен по вертикали.

Знакомый занимается звездной эволюцией с помощью кода, которому 20-30 лет (конечно, он за это время менялся и улучшался). Код, естественно, отслеживает химический состав (иначе невозможно рассчитать скорость ядерных реакций в центральной части звезды) и конвекцию.

Как литературу, могу посоветовать почитать курс "введение в астрофизику" http://www.mpe-garching.mpg.de/~bender/imprs/imprs_intro.html -- см. третью лекцию. Это не единственный и не лучший на свете курс; но я знаю, что там есть информация, которой достаточно для того, чтобы ваши сомнения рассеялись.

Кстати, конвекция намного быстрее химической сегрегации. Да, неоднородность на уровне 10^-5 может остатся, но вряд ли больше. Насчет "какой путь им надо проделать" - это не аргумент, у них на этот путь есть миллиард лет, так что хватит даже скорости в 10^-4 мм/сек, а конвективные скорости намного больше (единицы и десятки метров в секунду).

Насчет планет я фактов привести не могу, потому как этой темой не занимался. Но думаю, что и там однородности не предполагают, например, на той же википедии это явно написано.

Откровенно говоря, после написания этого текста я перестал понимать, откуда вы взяли этот принцип. Поэтому, если вам не сложно, не могли бы вы пояснить, какие конкретно теории имели в виду, когда писали "``волшебные`` и при этом тайные принципы, которые используются в некоторых теориях".

А. Н. Чураев · 8.08.2007 22:14

Господин Доценко! Спасибо за ссылку на компетентный (на ваш взгляд) источник. Теперь мне есть на что ссылаться. Я обнаружил, что там черным по белому написано: "Russel-Vogt-Teorem: For a star of given chemical composition and mass there exists only equilibrium configuration which solves the boundary problem of stellar structure." И сразу же за формулировкой теоремы следует замечание: "The theorem is based on the wrong assumption that the chemical composition of a star is homogenous". То есть написано ровно то о чем я и говорил, что состав звезды считается однородным! Дословно написано что "теорема основывается на ошибочном предположение о том, что химический состав звезды однороден". Я понимаю, что состав звезды очень сложно определить - ведь нельзя же взять пробы в самом деле. Но утверждать, что мы точно знаем состав звезд, что знаем как они эволюционируют - это перебор.

А. Н. Чураев · 8.08.2007 22:31

Господин Доценко! Спасибо за ссылку на компетентный (на ваш взгляд) источник. Теперь мне есть на что ссылаться. Я обнаружил, что там черным по белому написано: "Russel-Vogt-Teorem: For a star of given chemical composition and mass there exists only equilibrium configuration which solves the boundary problem of stellar structure." И сразу же за формулировкой теоремы следует замечание: "The theorem is based on the wrong assumption that the chemical composition of a star is homogenous". То есть написано ровно то о чем я и говорил, что состав звезды считается однородным! Дословно написано что "теорема основывается на ошибочном предположение о том, что химический состав звезды однороден". Я понимаю, что состав звезды очень сложно определить - ведь нельзя же взять пробы в самом деле. Но утверждать, что мы точно знаем состав звезд, что знаем как они эволюционируют - это перебор.

А. Н. Чураев · 8.08.2007 22:31

Господин Доценко! Спасибо за ссылку на компетентный (на ваш взгляд) источник. Теперь мне есть на что ссылаться. Я обнаружил, что там черным по белому написано: "Russel-Vogt-Teorem: For a star of given chemical composition and mass there exists only equilibrium configuration which solves the boundary problem of stellar structure." И сразу же за формулировкой теоремы следует замечание: "The theorem is based on the wrong assumption that the chemical composition of a star is homogenous". То есть написано ровно то о чем я и говорил, что состав звезды считается однородным! Дословно написано что "теорема основывается на ошибочном предположение о том, что химический состав звезды однороден". Я понимаю, что состав звезды очень сложно определить - ведь нельзя же взять пробы в самом деле. Но утверждать, что мы точно знаем состав звезд, что знаем как они эволюционируют - это перебор.

А. Н. Чураев · 8.08.2007 23:05

Прошу извинить меня за флуд - это проблемы с сервером. В качестве альтернативы принципу однородности можно взять модель согласно которой звезда состоит из смеси одноатомных газов. Зависимость давления газа от высоты в однородном гравитационном поле широко известна - это экпонента с массой молекулы газа в степени экспоненты. Я понимаю, что плазма это не то же самое что газ, но такая модель заметно лучше чем однородность или почти однородность (это когда состав поверхности мало отличается от состава глубинных слоев).

М. Ю. Якимов · 8.08.2007 23:27

Нет, господин Чураев, Вы говорите не о том же. Вы берете формулу Больцмана, и считаете, что она применима для всего объема звезды (планеты), когда на самом деле она применима, да и то ограниченно, только для атмосферы (или в случае звезд, фотосферы), которая имеет толщину порядка 0,1-1% диаметра небесного тела. Так чем же Ваши рассуждения лучше, чем критикуемый вами "принцип однородности", о котором к тому же все уже давно забыли? Теперь что касается личных выпадов. Знаете, господин Чураев, общие слова - это не всегда плохо, а аргументы - не всегда хорошо. По поводу формулы Больцмана, которую Вы приняли так близко к сердцу, я уже сказал. Теперь о свинцовом шаре диаметром с Солнце. Сказав об этом, Вы расписались в том, что не знаете, что такое гидростатическое равновесие, нейтронизация и гравитационный коллапс. Ведь такой шар не может существовать - он немедленно коллапсирует с колоссальным взрывом. Будучи каким-то образом помещенным в центр звезды - любой, не обязательно гиганта - он немедленно вызовет ее взрыв. А вы без тени сомнения говорите, что его нельзя будет обнаружить. Так что, господин Чураев, учиться, и еще раз учиться. А потом можно будет и о частностях потолковать.