Кеплер, Нютон и все, все, все... (1188447), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Но тутнужна несколько иная, чем у нас, геометрия сближения с Юпитером.В общем, автор ощущает себя в положении лучшего друга человека, который, как известно, все знает, все понимает, а сказать не может.Мне не удалось найти (найти — придумать, или найти, у кого бы списать) способ достаточно просто объяснить механизм так называемогоактивно-гравитационного маневра, и придётся ограничиться маневрами пертурбационными. Этим мы займёмся в двух следующих задачах.Мы не использовали Юпитер, нам достаточно было удалиться отСолнца, а Юпитер служил лишь ориентиром.
А вот если бы мы хотелиулететь из Солнечной системы, Юпитер позволил бы нам сделать это«бесплатно».56З а д а ч а 63. При каком запасе топлива корабль (задача 61)может покинуть Солнечную систему?А теперь давайте вспомним семейство комет, к которому относитсякомета Григга—Скьеллерупа, гуляющая в радиусе от 0,77 до 5 а. е.Интересно, Юпитер организовал ей такую орбиту или под влияниемдругих планет эта комета заметно изменила путь, предписанный ейпосле свидания с Юпитером?З а д а ч а 64.
Комета издалека падает прямо на Солнце.Юпитер поворачивает её скорость так, что вблизи его орбитыоказывается афелий орбиты кометы. Определить расстояниедо Солнца в перигелии.Трудно с определённостью сказать, сильно или слабо измениласьорбита. Видимо, здесь подходит обтекаемое слово «умеренно».Зато со всей определённостью можно сказать, что примерно такимпутём возникло кометное семейство Юпитера. А теперь мы переходимв область, где предположения будут не столь обоснованными, а поройи просто зыбкими, потому что нас ждутГИПОТЕЗЫГипотез не измышляю.И.
НьютонНьютон, как всегда, категоричен. Но как его слова совместить с неменее компетентным мнением Энгельса, который говорил, что наука,в частности физика, «купается» в гипотезах?Да оба правы. Любая физическая идея, говорят, проходит три стадии — «этого не может быть», «я сам всегда так думал», «кто жеещё верит в эту чепуху». Ньютон просто «прятал» первую стадию —помните двадцатилетнюю выдержку «Начал» — и выступал сразу навторой, когда гипотеза становится теорией.
Но, во-первых, не все —Ньютоны, а во-вторых, в науке все чаще возникает ситуация, когдаоправдываются слова Бора: «Эта теория недостаточно безумна, чтобы быть правильной».Встречаются и промежуточные случаи. К таким не то гипотезам,не то теориям относится идея голландского астронома Я. Оорта. Поего представлениям, на окраине Солнечной системы расположен практически неисчерпаемый «банк комет» — что-нибудь 100 миллиардовкометных ядер.57На эту мысль его навела близость предельных скоростей комет вперигелии к параболической. Ведь если они прилетели из других областей Галактики, никто не мешает им иметь при подходе к Солнечнойсистеме скорость порядка относительных скоростей звёзд — десяткии сотни километров в секунду.
Тогда в перигелии скорость кометызаметно превысила бы параболическую. Но таких комет нет! Если иполучается скорость больше параболической, то совсем чуть-чуть, такчто и не поймёшь — ошибка измерений, возмущения планет или иправда — «чужая» комета. А теперь представим себе, что в десятках и сотнях тысяч астрономических единиц от Солнца «мчатся» попримерно круговым орбитам миллиарды комет (их скорости десяткиметров в секунду). Некоторые из них время от времени, чуть сбитые спути соседями, могут попасть в ближние окрестности Солнца.
Частьиз них застрянет там, попав, например, в семейство Юпитера. Другие,наоборот, покинут Солнечную систему навсегда, добрав до параболической скорости с помощью того трюка, который мы использовали взадаче 62. На смену придут новые кометы из облака Оорта, запасахватит надолго.58И вот недавно возникла достаточно безумная идея — связать облако Оорта с. . . вымиранием динозавров! Ход рассуждений примернотаков. Проанализировали скорость вымирания отдельных видов и родов животных за длительное время. И выяснилось, что в этой зависимости вроде бы намечается периодичность. Из каждых 26 миллионовлет сначала 6 миллионов лет животные мрут как мухи, а потом — 20миллионов лет спокойной жизни.
Предположим, сказали почти одновременно две группы учёных, что у Солнца есть невидимый спутник —слабенькая звёздочка, назовём её в честь богини возмездия из древней мифологии Немезидой. Так вот, эта самая Немезида 6 миллионовлет разбойничает в облаке Оорта, сбивает с толку кометы, на Земле —кометный дождь, динозавры срочно вымирают. Потом 20 миллионовлет вдалеке от Солнца отдыхает от трудов.Конечно, не надо думать, что кометы сыплются на Землю дождёми разят наповал бедных динозавров. Просто раз в тысячу лет на Землю падает приличная комета, поднимает тучу пыли. Меняется погода,меняется климат. Да к тому же кометы травят животных: именно восадках периода «кометного ду́ша» найден заметный избыток иридия,металла небезвредного при регулярном употреблении в пищу.
Впрочем, избыток не так уж велик, и он в первую очередь — доказательствосамого факта «душа», а не вредности «кометного орошения». Дело втом, что в кометах иридия заметно больше, чем на Земле.И вот, если эти безобразия продолжатся добрых 6 миллионов лет,то редкий динозавр такое выдержит.
Итак, займёмся Немезидой.З а д а ч а 65. Период обращения Немезиды вокруг Солнца —26 млн лет. Ближнюю к Солнцу половину орбиты она проходит за 6,2 млн лет. Каковы минимальное и максимальное еёудаления от Солнца?Не случайно возникла цифра 6,2 млн лет. Именно таково болееточное значение длительности периодов «возмездия», периодов интенсивного вымирания животных. На первый взгляд кажется очевидным,что именно такое время Немезида должна находиться в облаке Оорта.К сожалению, не все так просто.Первыми придут в движение, начнут падать к Солнцу кометы свнешнего края пояса.
Но будут ли они первыми в окрестностях Солнца?Немезида быстро движется внутрь облака. Кометам, сбитым с толку позже, лететь недалеко. Глядишь, они раньше прилетят к нам.З а д а ч а 66. Предположим, ровно половина вычисленнойв предыдущей задаче орбиты Немезиды лежит внутри поясаОорта.
Определить продолжительность «кометного душа».59Оказывается, внешний край облака должен находиться ближе8,78 · 104 а. е. от Солнца, а Оорт считал, что его облако простираетсядо 2 · 105 а. е., т. е. дальше афелия Немезиды. Правда, дальнейшиеисследования привели к мысли, что плотное облако простираетсятолько до расстояния примерно 2 · 104 а. е., а дальше — разреженнаячасть, так называемое гало. Если «душ открывается» только привходе Немезиды в плотную часть пояса — её называют «банк»,«сейф», — то концы с концами более или менее сходятся.Есть Немезида, нет её — пока ещё бабушка надвое сказала. Но вотпланеты наверняка есть — на одной из них мы живём.
А откуда онивзялись? То ли пролетевшая мимо звезда вырвала их из Солнца, толи при рождении самого Солнца остался строительный мусор. Есть итретья теория (или гипотеза).Кроме скорости, с которой Солнце вместе со своими соседями движется вокруг центра Галактики, у него есть ещё так называемая пекулярная скорость. Впрочем, она есть и у других звёзд. Это та скорость,с которой Солнце движется относительно своих ближайших соседей.Обусловлена она случайными причинами; нам же интересно, что именно она позволяет Солнцу побродить по ближним районам Галактики.А в Галактике, между прочим, встречаются облака пыли.И вот по третьей теории Солнце захватило такое облако, и послесгущения из него образовались планеты. Облака эти довольно рыхлые,плотность в лучшем случае — примерно 10−18 кг/м3 , в триллионы разменьше, чем плотность воздуха в лучшей на Земле вакуумной установке.
Зато размеры внушительные — тёмная пылевая туманность, носящая выразительное название «Угольный мешок», простирается на тридесятка световых лет.Какое количество пыли может почерпнуть Солнце, проходя такуютуманность?На этот вопрос ответить нам трудно.Пылинки,сдвинутые Солнцем с насижен6ных мест, начнут сталкиваться друг с другом, их движение запутается, оно уже буe Солнцедет подчиняться неким статистическим закономерностям.
И хотя, как уверяют Ильфи Петров, «статистика знает все», мы не буРис. 12дем заниматься этим вопросом, а обсудимпроблему полегче.З а д а ч а 67. Предположим, Солнце «пронзает» блинообразную пылевую туманность (рис. 12), толщина которой H = 1 св. год = 6,32 · 104 а. е. Плотность туманно60сти ρ = 10−18 кг/м3 . Пренебрегая взаимодействием пылинок,определить, насколько возрастёт масса Солнца? Пекулярнаяскорость Солнца vпек = 20 км/с. Напомним, радиус Солнцаr = 4,65 · 10−3 а. е.Возможно, и само Солнце, и другие звезды образовались из газопылевых туманностей. Изредка встречаются сравнительно небольшиеобразования, облачка с «очень высокой» плотностью — до 10−16 кг/м3 .Под действием взаимного притяжения такие, как их называют астрономы, глобулы могут сконцентрироваться в звезду. Размер глобул намсейчас не нужен, но надо сказать, что они гораздо больше звёзд, которые из них образуются.
Так вот,З а д а ч а 68. Оцените время образования звезды из глобулы.***Несколько выше мы познакомились с понятием пекулярной скорости и узнали, что для Солнца она равна 20 км/c. Это, в общем, типичное для звёзд значение. Но изредка встречаются звезды с аномальнобольшими пекулярными скоростями — 200, 300, даже 500 км/c.Одним из примеров может служить так называемая летящая звезда Барнарда. Это одна из ближайших соседок Солнца. До неё около6 св. лет. (Ближе только система альфа Центавра.) А «летит» эта звезда со скоростью 400 км/c. При такой большой скорости и сравнительной близости она перемещается на небе за год на 10 угловых секунд.Меньше 200 лет ей надо, чтобы сместиться на видимый диаметр Луны.Действительно — «летящая»!Есть предположение, что такие скорости получаются в результатевзрыва одной из компонент двойной звезды.
Если одна из звёзд пары взрывается, «осколки» разлетаются с громадными скоростями. Засчитанные часы они улетают из области, где находится пара. Движение второй звезды и остатка взорвавшейся за столь короткое времяпрактически не меняется, а гравитационная связь между ними резкоослабевает. Пара распадается. Если она была достаточно тесной, звезды разлетаются с громадными скоростями — так называемый эффектпращи.Предположим, звезда Барнарда получила свою скорость в результате такого взрыва её партнёра по паре. Давайте попробуемЗ а д а ч а 69. Определить расстояние между звездой Барнарда и её напарницей до взрыва.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
