АСТРОНОМИЯ

 

Природа тяготения и его роль в астрономии.

 

 

До создания теории строения атома были известны два типа взаимодействий между

макроскопическими телами: гравитационное, описываемое законом всемирного

тяготения (2.16), и электромагнитное, выражаемое уравнениями Максвелла. В обоих

случаях силы, связанные с этими взаимодействиями, убывают обратно

пропорционально квадрату расстояния и прямо пропорционально определенным

характеристикам тел: массе в случае тяготения и заряду в электростатике. Так как

в природе имеются два типа зарядов, противоположное действие которых в обычных

телах, как правило, компенсирует друг друга, то для движения компактных масс

типа звезд, планет, галактик и т. д. решающими оказываются гравитационные силы.

Поэтому закон всемирного тяготения оказывается одним из наиболее важных законов

природы, используемых в астрономии. В сочетании с другими законами механики он

позволяет объяснить движения планет и искусственных тел в Солнечной системе,

звезд в звездных скоплениях и в Галактике, изучить динамику других звездных

систем. Тяготением определяется форма большинства небесных тел и, в частности,

сферичность звезд и планет. Закон всемирного тяготения в сочетании с законами

кинетической теории газов позволяет выявить важнейшие закономерности внутреннего

строения звезд и их эволюции. Гравитационные силы во многом определяют свойства

атмосфер звезд и планет и характер происходящих в них явлений.

Закон всемирного тяготения в классической формулировке Ньютона справедлив только

для относительно слабых гравитационных полей, создаваемых обычными телами с не

слишком большими значениями плотности. Для сильных гравитационных полей, а также

для движений с очень большими скоростями (соизмеримыми со скоростью света) более

точное описание движения дает общая теория относительности (ОТО), которая

является теорией тяготения, учитывающей влияние распределения масс на свойства

пространства и времени.

 


 

С помощью общей теории относительности удается объяснить некоторые тонкие

закономерности движения ближайшей к Солнцу планеты - Меркурия. Она существенна

для понимания природы сверхплотных тел (нейтронные звезды и гипотетические

"черные дыры"). На ней основана вся современная космогония, т. е. теория

строения и эволюции Вселенной в целом.

Важность тяготения в астрономии не означает, что в космических условиях не

играют роли другие типы взаимодействий. Электромагнитные взаимодействия

оказываются весьма существенными, особенно в тех случаях, когда приходится иметь

дело c движением ионизованного газа (плазмы) в магнитном поле.

Электромагнитные взаимодействия особенно важны в большинстве микроскопических

(атомных) процессов, в результате которых возникает наблюдаемое излучение

небесных тел.

В масштабе отдельных атомов, т.е. в микромире, гравитационные взаимодействия

сохраняются, но относительная их роль становится совсем иной. Электромагнитное

взаимодействие, скажем, протона и электрона неизмеримо сильнее гравитационного,

которым в большинстве случаев можно просто пренебречь. В атомном ядре, где

частицы сближаются значительно сильнее, чем в атоме, проявляются еще два новых

типа взаимодействия, характер которых известен хуже, чем первых двух.

По-видимому, их действие убывает с расстоянием значительно быстрее, чем в

законах Ньютона и Кулона. По величине одно из этих взаимодействий в масштабах

ядра атома оказывается самым сильным из всех известных. Это взаимодействие

принято называть сильным. Оно обеспечивает ядерные реакции синтеза в звездах.

Другое взаимодействие по некоторым характеристикам оказывается сильнее

гравитационного, но слабее электрического. Его называют слабым взаимодействием,

примером которого может служить бета-распад протона - процесс, с которого

начинается большинство ядерных реакций в недрах звезд.

Таким образом, мы видим, что в астрономии приходится иметь дело со всеми видами

взаимодействий, известными в природе. Однако в первую очередь и чаще всего мы

встречаемся с гравитацией.

 

 Курс общей астрономии >>> 

 

Смотрите также:

 

Физико-математические науки. Астрономия

Астрономия. Для развития астрономии этого периода характерно возникновение особой отрасли, пограничной с физикой,—астрофизики. В астрономии использовались ...
www.bibliotekar.ru/istoria-tehniki/15.htm

 

 Астрономия. Самые-самые... Звезды, кометы, метеориты, галактики ...

Лекселя. Наименьшее расстояние до Земли было достигнуто 1 июля 1770 г. и составило 0015 астрономических единицы (т.е. 2244 миллиона километров или около 3 ...
bibliotekar.ru/kkSamye.htm

 

 Астрономия. Вселенная, Галактика, Звёзды, планеты, астероиды ...

Таковы, например, природа атома и элементарных частиц, генетика, астрономия. Здесь мы хотим рассказать об одной "безумной" попытке объяснить, как произошла ...
bibliotekar.ru/ne_odinoka.htm

 

 БРОКГАУЗ И ЕФРОН. Полярная звезда. Астрономия

Прецессия. П. звезда играет большую роль в практической астрономии (см.), где пользуются ее близостью к полюсу и медленностью суточного движения для ...
bibliotekar.ru/bep/259.htm

 

 Астрономия. Свинцовые звёзды

Новые наблюдения сообщены группой Бельгийских и Французских астрономов, использующих спектрометр Coude Echelle на 3.6-метровом телескопе ESO в обсерватории ...
bibliotekar.ru/iiSvinc.htm

 

 Неизвестная Вселенная

Древние астрономы пытались (в основном безуспешно) определить (но еще не доказать! .... Радиоастрономия и внеатмосферная рентгеновская астрономия приоткрыли ...
bibliotekar.ru/kkNeizVselennaya.htm

 

 Майя - одинокие гении. Календарь и астрономия индейцев майя

Астрономы майя проводили наблюдения за небесными светилами из каменных обсерваторий, которые были во многих городах — Тикале, Копане, Паленке, Чичен-Ице.. ...
www.bibliotekar.ru/1kalmaya.htm

 

 Древний Рим. МАТЕМАТИКА, АСТРОНОМИЯ, ГЕОГРАФИЯ И ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ...

Основные астрономические и метеорологические представления Рать ней империи изложил римский автор времени Августа Манилий в дидактической поэме ...
bibliotekar.ru/polk-20/15.htm

 

 астрономия индейцев майя

АСТРОНОМИЯ МАЙЯ. Но майя занимались не только счетом дней и созданием концепции времени. Они также были опытными астрономами. ...
bibliotekar.ru/maya/t9.htm