Читать онлайн «Общая теория относительности в физической картине мира. Гравитация, космология, космогония»

Л. Э. ГУРЕВИЧ, профессор, доктор физико- математических наук А. Д. ЧЕРНИН, кандидат физико-математических наук ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ В ФИЗИЧЕСКОЙ КАРТИНЕ МИРА Гравитация, космология, космогония Издательство «3 н а н и-е» Москва 1970 -I2t К ЧИТАТЕЛЯМ Брошюра предназначена для читателя, знакомого с физикой и математикой в объеме средней школы. Мы стремились излагать самые сложные проблемы так, чтобы дать читателю представление о научной аргументации, об обосновании наших утверждений. Это неиз-. бежно привело к большому количеству формул, необычному для научно-популярной брошюры. Однако приведенные формулы не выходят sa пределы элементарной математики и к тому же получают, как правило, наглядное истолкование. Для читателя может быть непривычно вольное обращение с численными множителями, например, опускание множителя 3 в числе 3 • 1052, В большинстве рассматриваемых нами вопросов вполне допустимы такие порядковые оценки. Точный же учет численных множителей либо неосуществим, либр не существен, т. е. ничего не изменит в получаемых качественных результатах. Важнейшее современное применение общей теории относительности — построение на ее основе космологии, часто называемой наукой о мире в целом. Мы предпочитаем называть ее наукой о Метагалактике. Большая часть текста посвящена проблемам космологии и свя-! занным с ней проблемам космогонии, т. е. теории образования небесных тел. Л. Э. ГУРЕВИЧ, А. Д. ЧЕРНИН Z-3-2 {. п. 1970г. —MU& Глава I. Структура Вселенной *. ЗВЕЗДЫ НАШЕЙ ГАЛАКТИКИ Самая близкая к нам звезда — наше Солнце. Оно имеет массу Мсодн«2. 10>»8 и радиус ЯСолн~ ?• Ю10 СМ. Его светимость, т. е. излучаемая ежесекундно энергия Ьсолн ~ 4 • 10за эрг}сек. Другие известные нам звезды имеют массы приблизительно от 0,1 до 1G0 Мсояи'т их радиусы и светимости тем больше, чем больше масса. Большинство звезд находится в почти неизменном состоянии. Но есть и нестационарные звезды. Так, существуют звезды, испытывающие мощные взрывы,— они называются новыми. Во много раз более мощные взрывы испытывают звезды, называемые в состоянии взрыва сверхновыми. Сверхновая выделяет за несколько суток такую же энергиюг какую Солнце излучает за миллиарды лет. Недавно обнаружены звезды, которые, как полагают, являются остатками от вспышек сверхновых. Они, по-видимому, обладают гигантской плотностью, доходящей до 100 млн. m в 1 см3, и состоят не из обычного вещества, а из нейтронов. Эти звезды (их назвали пульсарами) испытывают удивительно регулярные изменения светимости с очень малым периодом (^ 1 сек)1. Расстояния между звездами измеряются в среднем несколькими световыми годами (т. е. расстоянием 1018 см, которое свет проходит за один год), или в более принятых в астрономии единицах —- несколькими парсеками (парсек — сокращенно пс — равен примерно 3-Ю18, см). Звездная система, в которую входит Солнце, Галактика, содержит примерно 1011 звезд. Она делится на быстро вращающуюся дискообразную и медленно вращающуюся сферическую подсистемы.