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

Конструктор маркет-независимости Конструктор маркет-независимости

Как селлерам помогают сервисы по созданию независимых интернет-магазинов

Монокль
Кризис нэпа Кризис нэпа

100 лет тому назад страна жила в атмосфере «правого коммунизма»

Дилетант
Кунсткамера Кунсткамера

Какая температура считается комнатной и что влияет на продажи бананов?

Наука и жизнь
Дипфейк и верификация видео: как не стать жертвой обмана Дипфейк и верификация видео: как не стать жертвой обмана

Как обезопасить себя от дипфейков и мошеннических видео

Правила жизни
Старшенбаум Старшенбаум

Архетипичная дрим-герл Ирина Старшенбаум вошла в свою фам фаталь и секси-эру

Собака.ru
Художники Художники

Рассказ Александра Маркова «Художники»

Знание – сила
«Герофарм» продолжает экспансию на глобальный рынок «Герофарм» продолжает экспансию на глобальный рынок

Петр Родионов — о том, как вырос один из флагманов импортозамещения

Монокль
Шимпанзе заразились зевотой от головы андроида Шимпанзе заразились зевотой от головы андроида

Шимпанзе способны заразиться зевотой от зевающей головы человекоподобного робота

N+1
Ламздорфы Ламздорфы

Род Ламздорфов по праву могут считать своим и Россия, и Германия

Дилетант
Новый состав группы SEREBRO: «С Фадеевым мы чувствуем себя в безопасности» Новый состав группы SEREBRO: «С Фадеевым мы чувствуем себя в безопасности»

Группа SEREBRO об амбициях и музыкальных экспериментах

ЖАРА Magazine
Александр Шевелев: Главенствующий тренд – использование искусственного интеллекта Александр Шевелев: Главенствующий тренд – использование искусственного интеллекта

Об условиях восстановления спроса на металлопродукцию в России

Ведомости
Наука и жизнь. Архив: 1941—1945 годы Наука и жизнь. Архив: 1941—1945 годы

О чем писали в журнале «Наука и жизнь» в годы Великой Отечественной войны?

Наука и жизнь
Долгий путь от «учебки» к Победе Долгий путь от «учебки» к Победе

В минометной роте любили песни: о поэтах на фронте Отечественной войны

Знание – сила
«Любая цифровизация должна сопровождаться стратегией по кибербезопасности» «Любая цифровизация должна сопровождаться стратегией по кибербезопасности»

Почему одни компании видят отдачу от внедрения цифровых решений, а другие нет?

Ведомости
«Позеленение» Арктики: как его оценить и о чём оно свидетельствует «Позеленение» Арктики: как его оценить и о чём оно свидетельствует

Как арктические экосистемы приспосабливаются к изменениям климатических условий

Наука и жизнь
Горят ли окна в министерстве обороны? Горят ли окна в министерстве обороны?

Чем так напугали Кремль «американские военные планы»?

Дилетант
Самоубийство семьи бургомистра Самоубийство семьи бургомистра

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

Дилетант
Мир экзопланет: как на орбитах у других солнц были открыты «непланеты» Мир экзопланет: как на орбитах у других солнц были открыты «непланеты»

О том, как обнаруживаются экзопланеты и какими они бывают

Наука и техника
Потепление не смогло заменить диатомовые водоросли динофлагеллятами Потепление не смогло заменить диатомовые водоросли динофлагеллятами

Почему динофлагелляты они не стали преобладать над диатомовыми водорослями

N+1
Как Пеппи Длинныйчулок стала символом свободы и изменила жизни миллионов девочек Как Пеппи Длинныйчулок стала символом свободы и изменила жизни миллионов девочек

Как Астрид Линдгрен стала борцом за права детей и причем тут Пеппи Длинныйчулок?

Forbes
Волнительный момент Волнительный момент

Как хронический стресс сказывается на коже?

Лиза
Работает как часы Работает как часы

Как составить рацион, который будет поддерживать нормальную работу ЖКТ

Лиза
«Почему вы хотите завоевать весь мир?» «Почему вы хотите завоевать весь мир?»

Страх ядерной войны между США и СССР был настолько высок, что передался детям

Дилетант
Почему машина заводится и глохнет и что с этим делать Почему машина заводится и глохнет и что с этим делать

Что делать, если машина глохнет: причины, диагностика, куда смотреть

РБК
Неожиданное преимущество веганства для женщин Неожиданное преимущество веганства для женщин

Растительная диета полезна для поддержания здоровья в долгосрочной перспективе

ТехИнсайдер
Стройка с федеральным размахом: ТОП-20 застройщиков, реализующих проекты за пределами домашнего региона Стройка с федеральным размахом: ТОП-20 застройщиков, реализующих проекты за пределами домашнего региона

Рэнкинг застройщиков, вышедших из домашних регионов на федеральный уровень

ФедералПресс
Вам и не снилось Вам и не снилось

Каким было время, когда снимался легендарный фильм «Вам и не снилось»

Лиза
Испанские авианосцы на мировом рынке Испанские авианосцы на мировом рынке

Что помогло определиться с основными требованиями к универсальному авианосцу

Наука и техника
50 лет исследований показали: эти 4 ошибки разрушают брак 50 лет исследований показали: эти 4 ошибки разрушают брак

Четыре стратегии общения, которые могут привести к расставаниям и разводам

Inc.
Тихая гавань русских литераторов Тихая гавань русских литераторов

Усадьбе Остафьево повезло, в ее облике с давних времен мало что менялось

Знание – сила
Открыть в приложении