Астрономия: век XXI. ред. Сурдин В.Г.

Ф.: 2007. - 608 с.

Книга посвящена современным проблемам астрономии: от изучения Луны и планет до поисков гравитационных волн, темного вещества и темной энергии. Ученые Государственного астрономического института им. П.К.Штернберга (МГУ) рассказывают о том, какие важнейшие события произошли в астрономии на рубеже нового тысячелетия и над какими нерешенными проблемами сейчас работают исследователи. Условный исторический рубеж — начало нового тысячелетия — был отмечен несколькими важнейшими открытиями в изучении Вселенной. Поэтому последние годы можно без преувеличения назвать великим десятилетием астрономии, возможно, началом ее нового "золотого века". В "Приложении" помещен обширный справочный материал. Книга адресована старшеклассникам, студентам и преподавателям, а также всем интересующимся проблемами современного естествознания.

Формат: pdf

Размер: 122 Мб

Скачать: drive.google

ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА (В. Г. Сурдин) 5
Введение. АСТРОНОМИЯ — ОТ ВЕКА К ВЕКУ (Ю. К Ефремов) 11
Предвидение Лапласа 12
Сто лет назад 13
Открытие Вселенной 19
Эволюция звезд 20
Галактика Млечный Путь 22
Все шло хорошо 23
Старое «облачко» - темная масса 24
Пять проблем Шкловского 25
Новая космология 27
Черные дыры 29
Множественность необитаемых миров 30
Подводя итоги 31
1. ПЛАНЕТЫ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ 33
ОБЗОР СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ (Ж. Ф. Родионова, В. Г. Сурдин) 34
Общая характеристика 34
Луна 39
Меркурий 47
Венера 53
Марс 61
Юпитер 71
Сатурн 80
Уран 84
Нептун 87
Плутон 90
ПРИРОДА ПЛАНЕТ (В. В. Шевченко) 93
Введение 93
Объекты Солнечной системы 93
Движение тел Солнечной системы 98
Химический состав тел Солнечной системы 99
Ранние стадии развития планет 100
Ударные процессы в Солнечной системе 103
Лед на Луне? 104
Планеты-гиганты: Юпитер 107
Вулканизм на телах Солнечной системы ПО
Жизнь в Солнечной системе 114
2. ЗВЕЗДЫ: РОЖДЕНИЕ, ЖИЗНЬ, СМЕРТЬ 119
ФИЗИКА И ЭВОЛЮЦИЯ ЗВЕЗД (В. А. Батурин, И. В. Миронова, В. Г. Сурдин) 120
Структура звезды 120
Термодинамика вещества в звездных недрах 123
Ядерные реакции в звездах 128
Перенос тепла в звездах 134
Жизнь звезд 138
Эволюция одиночной звезды 157
ПЕРЕМЕННЫЕ ЗВЕЗДЫ (Н. Н. Саиусь) 162
История открытия и изучения 162
Цефеиды 165
Новые 172
Сверхновые 176
ЗВЕЗДЫ: ЖИЗНЬ ПОСЛЕ СМЕРТИ (С Б. Попов, М. Е. Прохоров) 183
Белые карлики 183
Нейтронные звезды 186
Странные звезды 198
Черные дыры 202
Компактные объекты в двойных системах 206
ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ ВО ВСЕЛЕННОЙ (А. М. Черепащук) 219
Свойства черных дыр: ранние представления 219
Свойства черных дыр: современные представления 221
Решение Шварцшильда 225
Тернистый путь к открытию 227
Образование черных дыр 236
Астрономические наблюдения черных дыр 241
Методы измерения масс черных дыр 244
Сверхмассивная черная дыра в ядре нашей Галактики 252
Демография черных дыр 254
«Критические» эксперименты для черных дыр 263
Заключение 265
3. МИР ГАЛАКТИК 267
МЛЕЧНЫЙ ПУТЬ (В. Г. Сурдин) 268
Небесная Дорога 268
Межзвездная среда 277
Скопления звезд 289
Наша Галактика как газо-звездная система 298
Газ - это жизнь 304
Остатки вспышек сверхновых 308
СПИРАЛЬНАЯ СТРУКТУРА НАШЕЙ ГАЛАКТИКИ (Ю. Н. Ефремов) 313
«Великий чертеж» галактик 313
Звездные комплексы и флоккулентные спирали 315
Вращение Галактики 318
Спиральная структура Галактики 320
План Галактики 324
РАЗНООБРАЗИЕ ГАЛАКТИК (А. В. Засов, В. Г. Сурдин) 329
Что такое галактика? 329
Как изучают галактики 330
Из чего состоят галактики 335
Какими бывают галактики 337
Расстояния до галактик 342
Размеры галактик 344
Вращение галактик 345
Что представляют собой спиральные ветви 348
Темная масса, или сколько «весят» галактики 351
Ближайшие галактики 366
Карликовые галактики 372
Взаимодействующие галактики 376
Системы галактик 382
Что там, в центрах галактик? 387
4. СОВРЕМЕННАЯ КОСМОЛОГИЯ (И. В. Сажин, О. С Хованская) 397
Космология как наука 398
Наблюдения в космологии 402
История нашей Вселенной 414
Три вида материи во Вселенной 424
Космология и теория суперструн 427
ОТКРЫТИЕ ТЕМНОЙ ЭНЕРГИИ В БЛИЖНЕЙ ВСЕЛЕННОЙ (АД. Чернин) 430
Введение 430
Глобальное и локальное 431
Парадокс Хаббла—Сэндиджа 434
Темная энергия 436
Плотность темной энергии 439
Всемирное антитяготение 441
Мир антитяготения 443
Ближняя Вселенная и локальная космология 444
Компьютерное моделирование: от хаоса к порядку за 12 млрд. лет 449
Взвешиваем темную энергию в ближней Вселенной 451
Заключение 453
5. ШЕПОТ ВСЕЛЕННОЙ: ПОИСК ГРАВИТАЦИОННЫХ ВОЛН (В. К Руденко) 455
Волны пространства-времени 457
Чего ждем? 459
Это можно регистрировать? 461
Новое поколение антенн 463
Алгоритмы слепого поиска 470
Реликтовый гравитационно-волновой фон 477
Поиск астро-гравитационных корреляций 479
Заключение 481
6. ПОИСКИ ВНЕЗЕМНЫХ ЦИВИЛИЗАЦИЙ: АСТРОНОМИЯ И НЕ ТОЛЬКО (Л. М. Гиндилис) 483
Астрономия и SETI 484
Внесолнечные планетные системы 485
Органические соединения во Вселенной 489
Одиноки ли мы во Вселенной? 492
От фантастики к научным проектам 494
SETI: область исследований 497
Пути поиска внеземных цивилизаций 499
Любительский SETI 517
Биологический канал связи 519
Активный поиск 520
Поймем ли мы их? 525
Зачем нужны контакты с ВЦ 526
Не опасны ли контакты? 527
Этика контакта 529
ПРИЛОЖЕНИЯ (В. Г. Сурдин) 531
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В АСТРОНОМИИ, АСТРОФИЗИКЕ И КОСМОЛОГИИ 532
НЕКОТОРЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ 558
ЛИТЕРАТУРА 592
АВТОРЫ 595

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА
Эта книга посвящена астрономии в ее разнообразных воплощениях: от изучения Луны и планет до поисков гравитационных волн, темного вещества и темной энергии. Мои коллеги и я расскажем вам о том, какие важнейшие события произошли в астрономии на рубеже нового тысячелетия. По странному стечению событий именно этот условный исторический рубеж был отмечен несколькими важнейшими открытиями в изучении Вселенной, как на ее ближних рубежах, так и на самых дальних. Последние годы без преувеличения можно назвать великим десятилетием астрономии. И вполне возможно, что это только начало ее нового «золотого века». В самом деле, просто дух захватывает от одного перечисления фундаментальных открытий, сделанных за короткое время:
1992 г. Открыты пространственные флуктуации реликтового излучения (Нобелевская премия по физике за 2006 г.), чем окончательно доказана теория Большого взрыва и поставлена на твердую основу теория происхождения галактик и звезд.
1992-1995 гг. Открыты многочисленные малые планеты на периферии Солнечной системы, в области, получившей название «пояс Койпера» (точнее, Эджвор-та—Койпера). С 1930 г. за орбитой Нептуна был известен лишь один объект — маленькая планета Плутон; в 1978 г. был открыт его спутник Харон. Казалось, что это граница нашей планетной системы. Но с 1992 г. в окрестности орбиты Плуто¬на и за ней начали обнаруживаться новые объекты. К 1995 г. стало ясно, что эта область - пояс Эджворта—Койпера — населена множеством тел с характерным размером в сотни и тысячи километров, причем некоторые из них больше Плутона и имеют собственные спутники. Границы Солнечной системы «раздвинулись» в несколько раз.
1993-1995 гг. Радиоастрономическими методами обнаружена планетная система у нейтронной звезды-радиопульсара (1993 г.). Методами оптической спектроскопии обнаружено присутствие планет-гигантов рядом с нормальными звездами (1995 г.). К маю 2007 г. в околосолнечной окрестности Галактики уже найдено около 200 планетных систем, содержащих в сумме около 240 планет.
1996-1997 гг. Открыт новый класс небесных объектов — коричневые карлики, занимающие промежуточное положение между звездами и планетами. Их массы (от 0,0013 до 0,08 массы Солнца) слишком малы, и поэтому температура в недрах слишком низка для термоядерных реакций с участием основного, легкого, изотопа водорода, хотя и достаточна для сгорания редкого изотопа — дейтерия, не дающего, однако, существенного вклада в энергию. Единственным долговременным источником энергии коричневых карликов служит их гравитационное сжатие.
1997-1999 гг. Приоткрыта тайна космических гамма-всплесков, часть из которых отождествлена с фантастически мощными взрывами массивных звезд, вероятно, сопровождающими рождение черных дыр.
1998 г. Обнаружено, что расширение Вселенной в последние миллиарды лет происходит с ускорением, что свидетельствует о существовании некой «темной энергии» со свойством антигравитации.
1998-2002 гг. На подземных нейтринных детекторах открыты осцилляции нейтрино, в частности превращение солнечного электронного нейтрино в другие его сорта — мюонное и тау. Тем самым доказано, что у нейтрино есть масса покоя, что теория внутреннего строения звезд верна и что необходимо корректировать теорию элементарных частиц.
2004-2006 гг. Начали работать первые полномасштабные детекторы гравитационных волн. Хотя сами волны пока не зарегистрированы, новое «окно» во Вселенную можно считать распахнутым.