Читать онлайн «Ядерная астрофизика»

Д. А. Франк-Каменецкий, доктор физико-математических наук, профессор ЯДЕРНАЯ АСТРОФИЗИКА Издательство «Знание» Москва 1967 530. 4 Ф83 2-3-7 118-87 Наша эпоха — время сближения и взаимного переплетения самых, казалось бы, далеких друг от друга наук. На наших глазах вырастают такие неожиданные сочетания, как биофизика, биохимия, радиационная химия, квантовая химия, космическая медицина, химическая гидродинамика, ядерная геофизика, ядерная археология, математическая экономика и да* же математическое языкознание. Подобным же образом на рубеже ядерной физики и наук о космосе зародилась и растет на наших глазах новая отрасль науки — ядерная астрофизика^ Источники энергии звезд, происхождение химических элементов, химическая эволюция Вселенной — вот некоторые из проблем этой увлекательной науки. Ядерная астрофизика тесно связана с целым рядом других наук. Теоретической ее основой служит физика атомного ядра и ядерных реакций, областями применения — самые различные разделы астрономии. Именно на основе ядерной астрофизики удалось построить теорию внутреннего строения и эволюции звезд. С ядерной астрофизикой связаны новые ветви астрономической науки, изучающие всякого рода частицы и излучения, приходящие к нам на Землю из космического пространства: астрофизика космических лучей, рентгеновская и гамма-астрономия, нейтринная астрономия, исследование далеких ультрафиолетовых и инфракрасных спектров. Многие из этих направлений стали активно развиваться в связи с выходом человека в космос, т. е. с возможностью пользоваться инструментами, установленными на искусствен*, ных спутниках Земли и космических ракетах. Наконец, ядерная астрофизика тесно связана с другой столь же молодой наукой — космохимией, изучающей химический состав метеоритов, звезд, межзвездной среды, первичных космических лучей и в конечном итоге — Вселенной в целом. Чтобы помочь читателю познакомиться с основными идеями ядерной астрофизики, нам придется рассказать немнсь го и об этих тесно связанных с ней науках 3 Чем занимается ядерная астрофизика? Сейчас мы уже много знаем о химическом составе космического вещества и даже Вселенной в целом. Мы знаем, что вещество Вселенной состоит в подавляющей части из самых легких элементов — водорода и гелия. Превращение водорода в гелий — основной ядерный процесс, происходящий в недрах звезд. Именно в этом процессе рождается энергия звезд — важнейший источник энергии на Земле и вообще в природе. Наша Земля и все холодные твердые тела — лишь ничтожные песчинки мироздания, мелкие детали в космосе. Основную роль в космосе как по массе, так и по энергии играют звезды — гигантские шары, состоящие из раскаленной газовой плазмы. В недрах звезд, при температурах в десятки миллионов градусов протекают ядерные реакции. Их ход определяет и регулирует строение и развитие звезды. В нормальных звездах это — реакции превращения водорода в гелий. Такие звезды составляют то, что астрономы уже давно назвали «главной последовательностью» на их излюбленной диаграмме, о которой еще будет идти речь.