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

Мигрень: что нужно знать? Мигрень: что нужно знать?

Всё самое новое о профилактике и лечении мигрени

Домашний Очаг
«Том и Джерри» vs Ленинград «Том и Джерри» vs Ленинград

Ференц Лист однажды резко поднял мои ставки в знатном московском доме...

СНОБ
Мариэтта Цигаль-Полищук: «Раньше мне иногда говорили: «Ты прямо Раневская...» Но когда появилось это предложение, я испугалась» Мариэтта Цигаль-Полищук: «Раньше мне иногда говорили: «Ты прямо Раневская...» Но когда появилось это предложение, я испугалась»

Первое время было и страшно, и тяжело. Очень сложно переступить: кто она и кто я

Коллекция. Караван историй
Когда медицина перестает быть бумажной: как Москва лечит людей и спасает деревья Когда медицина перестает быть бумажной: как Москва лечит людей и спасает деревья

Как электронная медицина спасает сотни деревьев?

Правила жизни
Банки из доставки Банки из доставки

Маркетплейсы бросают вызов традиционным кредитным организациям

Деньги
Поговорим о космологии Поговорим о космологии

Пять работ, посвященных космологии, с комментариями специалиста

Знание – сила
Ольга Пивень: «ИИ все глубже интегрируется в бизнес-процессы» Ольга Пивень: «ИИ все глубже интегрируется в бизнес-процессы»

Ольга Пивень о достижениях конференции «Цифровая индустрия промышленной России»

Ведомости
Убери камеру! Убери камеру!

Как провести фото- и видеосъемку в общественном месте и избежать неприятностей

Лиза
Польский узел Польский узел

В 1980 году ситуация в Польше складывалась непростая...

Дилетант
«Гипотеза белых дыр» «Гипотеза белых дыр»

Почему снаружи белая дыра не отличается от черной

N+1
Воздушная болезнь: что делать, если вас укачивает в самолете Воздушная болезнь: что делать, если вас укачивает в самолете

Что такое воздушная болезнь и как облегчить ее симптомы?

ТехИнсайдер
Алексеевцы Алексеевцы

Русская революция пришла в образе бунта тыловых гарнизонов

Дилетант
Все оттенки приватности: как не превратить забор вокруг дома в клетку Все оттенки приватности: как не превратить забор вокруг дома в клетку

Как при установке забора или шлагбаума у дома не нарушить закон

Inc.
Перезапуск креативной экономики: новый закон и планы до 2030 года Перезапуск креативной экономики: новый закон и планы до 2030 года

Где уже есть успехи в развитии креативных индустрий, кто входит в число лидеров

ФедералПресс
Самый секретный агент Самый секретный агент

Из чего сделан мир Джеймса Бонда Яна Флеминга

Weekend
Книга как искусство Книга как искусство

На протяжении долгих веков книга являлась главным хранителем информации

Знание – сила
Валерий Шубинский Валерий Шубинский

Как исследователь авторов «Детгиза» сам становится важным детским писателем

Собака.ru
Типы старения лица и кожи: какие бывают и как их определить Типы старения лица и кожи: какие бывают и как их определить

Какие типы старения лица и организма существуют?

РБК
Команда BIOCAD Команда BIOCAD

Они создают в Петербурге лекарства против сверхопасных ошибок иммунной системы

Собака.ru
Ингибиторы янус-киназы не повысиил риск рака при лечении ревматоидного артрита Ингибиторы янус-киназы не повысиил риск рака при лечении ревматоидного артрита

Ученые выяснили, что терапия артрита ингибиторами янус-киназы не провоцирует рак

N+1
Композиты в судостроении Композиты в судостроении

Что же такое композиционные материалы (композиты)?

Наука и техника
Константин Тхостов: «Нужно быть инакомыслящим во благо государства» Константин Тхостов: «Нужно быть инакомыслящим во благо государства»

Как построить идеальную школу в реальных обстоятельствах

Монокль
Лофт для леди Лофт для леди

Интерьер, базирующийся на эстетике индустриальных пространств, однако, воздушный

Идеи Вашего Дома
Ад и рай Чехова Ад и рай Чехова

Дом-музей Антона Чехова — как жил и творил великий писатель?

Отдых в России
«Кузнец – это в первую очередь инженер» «Кузнец – это в первую очередь инженер»

Как ученые исследуют магнитное поле Земли? Влияют ли на нас магнитные бури?

Знание – сила
О сути технологического суверенитета: «Мы никогда полностью не откажемся от мировых связей» О сути технологического суверенитета: «Мы никогда полностью не откажемся от мировых связей»

Понятие технологического суверенитета — в каких сферах оно критически важно?

ФедералПресс
Ольга Дибцева: «Жизнь одна — играй сейчас» Ольга Дибцева: «Жизнь одна — играй сейчас»

Ольга Дибцева о том, почему никогда не сыграет жестокость к детям

Караван историй
Жизнь за стеной Жизнь за стеной

Фильм про страну, в которой тотальный контроль стал религией

Дилетант
Перелет–2023 «Байкальская кругосветка» Перелет–2023 «Байкальская кругосветка»

«Байкальская кругосветка» – воздушное путешествие вокруг знаменитого озера

Наука и техника
Российскому промдизайну нужна промышленность Российскому промдизайну нужна промышленность

Какие возможности у промышленного дизайна есть в России?

Монокль
Открыть в приложении