Астрофизик Геннадий Бисноватый-Коган — о тайнах Вселенной и пути к их разгадке

МонокльНаука

Большие проблемы Вселенной

Один из самых известных в мире астрофизиков Геннадий Бисноватый-Коган рассказал нам о звездной эволюции, инфляции и симметрии, об экзопланетах и других явлениях и проблемах Вселенной, которая все еще таит множество загадок. Но ученые их постепенно разгадывают

Александр Механик

Доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник отдела прикладной и теоретической астрономии и радиоинтерферометрии ИКИ РАН Геннадий Бисноватый-Коган

Когда и как возникла Вселенная? Или она существовала вечно? Этот вопрос испокон веков беспокоил человечество. Но ответ на него до относительно недавнего времени пытались найти только религиозные пророки и философы, и лишь в ХХ веке, после создания общей теории относительности и квантовой теории, это стало предметом науки — космологии. Все мы наслышаны о теории Большого взрыва, есть даже известный американский сериал с таким названием, но мало кто представляет себе, что стоит за этими словами и куда и как развивается эта теория.

Чтобы обсудить эти вопросы, мы встретились с одним из самых известных в мире астрофизиков, значительная часть научных работ которого посвящена эволюции звезд, доктором физико-математических наук, профессором, главным научным сотрудником отдела прикладной и теоретической астрономии и радиоинтерферометрии Института космических исследований (ИКИ) РАН Геннадием Бисноватым-Коганом.

— Значительная часть ваших работ посвящена звездной эволюции. В чем суть этой эволюции и в чем суть ваших работ?

— Звездная эволюция — это очень большой раздел астрофизики. Когда-то считалось, что почти все вещество во Вселенной состоит из звезд. Сейчас появилась еще темная материя, межгалактический газ, так что на долю звезд остается не более двух-трех процентов плотности Вселенной. Тем не менее все, что мы видим простым глазом из космоса, — это все от звезд. Долгое время ученые искали ответ на основной вопрос: откуда они черпают энергию? Ответ на него был получен в конце 1930-х годов, когда открыли термоядерную реакцию. Оказалось, что это результат термоядерной реакции, протекающей на звездах. Поэтому эволюция звезд — это процесс выгорания со временем вещества, из которого состоят звезды, — выгорание водорода в центральных областях звезды. Звезды очень отличаются друг от друга. Но то, что у них после рождения горит водород, — это универсально. А вот то, что получается потом, сильно различается. Вначале образуется гелий, а потом происходят всякие расширения и возникают красные гиганты, голубые гиганты*.

* Красный гигант — это конечный этап эволюции звезды. Звезда становится красным гигантом, когда в ее центре весь водород превращается в гелий, а термоядерное горение водорода продолжается на периферии гелиевого ядра. Голубые гиганты — это молодые очень горячие и яркие звезды с температурой поверхности 20 000–50 000 °C.

В общем, это очень разветвленная область науки, основанная на огромном количестве наблюдений. Но то, чем я занимался, — это последняя стадия эволюции звезд. Это то, во что превращается звезда после того, как у нее вообще кончается ядерное горючее. Оно может закончиться по двум причинам. Во-первых, потому что она приходит в такое состояние, когда температура уже не растет и горение прекращается. В результате получается так называемый белый карлик. Это происходит при эволюции звезд небольшой массы, меньше восьми масс Солнца, А если горение идет дальше, то в происходящих реакциях синтезируются различные элементы, вплоть до железа. После этого звезда теряет устойчивость, поскольку тепло больше не выделяется, но продолжается потеря энергии на излучение и замедляется рост давления при сжатии.

Начинается гравитационный коллапс и образование нейтронных звезд, которое может сопровождаться вспышкой сверхновой звезды. Я занимался примерно этим кругом вопросов, в том числе механизмами взрыва сверхновых. Вместе с Яковом Марковичем Кажданом в 1966 году мы приближенно рассчитали свойства предсверхновых звезд, которые теряют устойчивость из-за диссоциации железа при массах, не превышающих примерно 100 солнечных. Для звезд большей массы устойчивость теряется из-за рождения электронно-позитронных пар, а у (гипотетических) сверхмассивных звезд с массами, превышающими несколько тысяч солнечных, причины потери устойчивости и перехода к коллапсу определяют эффекты общей теории относительности.

После открытия пульсаров** в 1967 году стало ясно, что нейтронные звезды быстро вращаются и обладают огромным магнитным полем — примерно 1012 Гаусс. И именно тогда я предложил в качестве модели взрыва сверхновой магниторотационный механизм, когда большая вращательная энергия образовавшейся при коллапсе нейтронной звезды с помощью магнитного поля трансформируется в энергию взрыва. Механизм магниторотационного взрыва состоит в следующем: неоднородный коллапс железного ядра приводит к дифференциальному вращению вещества образующейся нейтронной звезды. Радиальная компонента полоидального магнитного поля при этом закручивается с образованием тороидальной компоненты, и напряженность магнитного поля при этом быстро растет.

** Согласно доминирующей астрофизической модели, пульсары представляют собой вращающиеся нейтронные звезды с магнитным полем, которое наклонено к оси вращения, что вызывает модуляцию приходящего на Землю излучения.

Рост магнитного давления приводит к возмущениям и отклонению от равновесия. Когда магнитное давление приблизится к давлению вещества, волна возмущения превращается в ударную при движении по спадающей наружу плотности. При выходе на поверхность звезды ее температура сильно возрастает, что объясняет наблюдаемую вспышку. При этом вещество ударной волны разлетается, и в итоге образуется остаток сверхновой с нейтронной звездой в центре. Наиболее известной из таких остатков является Крабовидная туманность с молодым пульсаром в центре, вращающимся с периодом 33 миллисекунды и продолжающим подпитывать энергией саму туманность благодаря магнитной связи. Взрыв сверхновой, в результате которого образовалась Крабовидная туманность, произошел около тысячи лет назад и описан в китайских хрониках.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Знакомьтесь, Ксения Шойгу Знакомьтесь, Ксения Шойгу

Как дочь министра обороны меняет Кронштадт

Собака.ru
Что скрывает от нас подземка: 10 интересных фактов о московском метро Что скрывает от нас подземка: 10 интересных фактов о московском метро

Московское метро — незаменимый транспорт, про который мы не все знаем

ТехИнсайдер
Постельный режим Постельный режим

Мифы о сексе, которые пора забыть

Лиза
Хитовая история Хитовая история

Факты о песнях, которые в свое время возглавляли всевозможные чарты

ЖАРА Magazine
Как будет работать ОСАГО без учета износа. Об этом лучше знать заранее Как будет работать ОСАГО без учета износа. Об этом лучше знать заранее

Возмещение по ОСАГО без учета износа деталей. Разбираемся в нюансах схемы

РБК
Черное зеркало Черное зеркало

Aito Seres M5 – достойная замена Mercedes-Benz в России

Автопилот
У эволюции нет конкретной цели, но есть результат У эволюции нет конкретной цели, но есть результат

Как происходит видообразование, с чего начинается и через какие этапы проходит

Наука и жизнь
Самоубийство семьи бургомистра Самоубийство семьи бургомистра

«Кризис закончен. Орудия затихли. Кто знал, как нам стоит поступить?»

Дилетант
Погубить на корню Погубить на корню

10 привычек, которые портят твои волосы

Лиза
Три страницы ненаписанной летописи: как виноделы боролись за вино в годы ВОВ Три страницы ненаписанной летописи: как виноделы боролись за вино в годы ВОВ

Проверку на соответствие системе ценностей вино прошло в годы ВОВ

Forbes
Ну и дела… Ну и дела…

Считается, что нашумевшее в свое время «рыбное дело» началось с казуса...

Дилетант
Больше заботы, меньше риска: почему родители все чаще хотят девочек, а не мальчиков Больше заботы, меньше риска: почему родители все чаще хотят девочек, а не мальчиков

Что может стоять за желанием родителей завести девочку, а не мальчика?

Forbes
Нежаркие тропики Нежаркие тропики

Визуальным кодом квартиры стали зелёные оттенки и тропические принты

Идеи Вашего Дома
Почему нам хочется есть: как нейрофизиология объясняет переедание и импульсивные перекусы Почему нам хочется есть: как нейрофизиология объясняет переедание и импульсивные перекусы

Каков ключ к решению проблемы переедания и импульсивных перекусов?

ТехИнсайдер
Как все успеть и не сойти с ума! Как все успеть и не сойти с ума!

Пройди наш тест и узнаешь, какая стратегия победы над стрессом подходит тебе

Лиза
Время биться Время биться

Как прошел один из съемочных дней фильма про «Руссо-Балт»

Автопилот
Креативность: врождённый дар или умение? Креативность: врождённый дар или умение?

Можно ли стать креативным или нужно им родиться?

Здоровье
Королева саксов: как Этельфледа Мерсийская завоевала независимость английских земель Королева саксов: как Этельфледа Мерсийская завоевала независимость английских земель

Как женщина в IX веке сумела стать единоличной правительницей королевства?

Forbes
Тревожное исследование: ChatGPT убивает наше критическое мышление Тревожное исследование: ChatGPT убивает наше критическое мышление

Чем чрезмерное использование нейросетей крайне вредно для нашего мозга

ТехИнсайдер
Сила трав Сила трав

Встречаем день Ивана Купалы: обычаи, гадания и сбор диких растений

Лиза
Волнительный момент Волнительный момент

Как хронический стресс сказывается на коже?

Лиза
Сыендук Сыендук

Создатель диджитал-вселенной имени себя Сыендук УЖЕ разобрал на атомы Labubu

Собака.ru
Алексей Беляев Алексей Беляев

Как в Петербурге была создана уникальная дендритно-клеточная вакцина против рака

Собака.ru
7 признаков того, что тебе больше нельзя обесцвечивать волосы 7 признаков того, что тебе больше нельзя обесцвечивать волосы

Как понять, что нужно притормозить с обесцвечиванием волос?

VOICE
Следствие ведут неудачники Следствие ведут неудачники

«Отдел нераскрытых дел» — сканди-нуар на шотландской почве

Weekend
На аллеях Аполлона На аллеях Аполлона

Остафьево: образ места, где всё буквально дышит поэзией

Знание – сила
По времени и пространству По времени и пространству

Добавляем пять книжных путешествий в летний ритм жизни

Seasons of life
Исследование: правда ли что люди выглядят, как их питомцы? Исследование: правда ли что люди выглядят, как их питомцы?

В действительности есть ли сходства между хозяевами и их собаками?

ТехИнсайдер
Когда день не становится ночью Когда день не становится ночью

Что происходит, если сбиваются биологические часы организма?

Здоровье
Последняя загадка Пушкина Последняя загадка Пушкина

«Пушкин и Погорелое Городище» – тема, вынесенная на периферию пушкинистики

Знание – сила
Открыть в приложении