Расстояние, яркость, энергия — ключи к познанию: Страница 4

Оглавление статей
Расстояние, яркость, энергия — ключи к познанию
Страница 2
Страница 3
Страница 4

Страница 4 из 4

 

 

Наблюдаемый диапазон яркостей, от Солнца до наиболее слабых объектов,   обнаружимых   с   помощью  самых  больших   телескопов, огромен. Можно сказать:

Яркость Солнца в 10 млрд. раз больше, чем Сириуса — ярчайшей звезды ночного неба,— который дает примерно в 1000 раз больше света, чем самая слабая звезда, видимая при идеальных условиях. Последняя в свою очередь дает в 6 млн. раз больше света, чем самый слабый объект, фотографируемый при помощи большого телескопа. Следовательно, Солнце почти в 60 млрд. млрд. раз ярче самой слабой галактики, которую можно обнаружить.

Способ, которым сравнивается излучение небесных тел, был установлен очень давно и дошел до нашего времени почти не измененным. Гиппарх (около 135 г. до н.э.) выделил самые яркие звезды в качестве звезд первой величины. Наиболее слабым звездам, видимым невооруженным глазом, он приписал шестую величину. Эта шкала просуществовала более 2000 лет, прежде чем астрономы решили выяснить ее смысл. При этом обнаружилось, что в среднем звезды первой величины примерно в 100 раз ярче звезд шестой величины. Но есть звезды еще более яркие, чем звезды первой величины, так что пришлось ввести нулевую величину и даже отрицательные величины. Сириус, например, в 10 раз ярче звезды первой величины; считается, что Сириус имеет звездную величину —1,6.

В то время как диапазон в пять звездных величин эквивалентен изменению светового потока в 100 раз, разность в одну звездную величину соответствует его изменению не в 20 раз, так как шкала звездных величин образует геометрическую прогрессию. А именно звезда первой величины светит в 2,512 раза сильнее, чем звезда второй величины, которая в свою очередь в 2,512 раза ярче звезды третьей величины, и т. д. до пятой звездной величины, которая в 2,512 раза больше шестой звездной величины. Если перемножить пять раз число 2,512 (2,512×2,512×2,512×2,512×2,512), то получим 100. Следовательно, звезда шестой величины в 100 раз слабее звезды первой величины.

Последний вопрос, на котором мы остановимся, прежде чем перейдем к обсуждению необычных явлений во Вселенной, касается энергий различных космических систем. Чтобы понять, что происходит в этих системах, необходимо иметь некоторые представления о единицах измерения энергии и ее величине.

Физики определяют единицу энергии 1 эрг как кинетическую энергию, или энергию движения, массы в 2 г, которая движется со скоростью 1 см/с. Большая ли это величина? Такую энергию затрачивает комар, пролетая через комнату. Вот как это мало — 1 эрг! Когда дело касается энергии, излучаемой Солнцем или другими звездами, то речь идет об огромных количествах энергии. Получая на Земле всего лишь около одной двухмиллиардной части энергии, излучаемой Солнцем, мы обнаруживаем, что эта энергия способна порождать облака, вызывать испарение огромных количеств воды, обогревать дома и делать много других полезных вещей, ибо на 1 см2 земной поверхности приходится около 1,3 млн. эрг в секунду (эрг/с). И если получаемая Землей энергия составляет лишь ничтожную часть всей энергии, излучаемой Солнцем, то какой же колоссальной она должна быть! Эта величина поражает воображение. Если вычислить количество энергии, теряемой Солнцем, мы получим 3 800 млн. млн. млн. млн. млн. эрг/с. Это число выглядит так: 3 800 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 эрг/с. Требуется время, чтобы запомнить или записать подобное число (не исключено, что при записи мы можем потерять один-два нуля), поэтому существует иная, более удобная форма записи больших чисел. Как астроном использует световой год для измерения расстояния до удаленных на миллионы миллионов километров звезд, так и физик использует обозначения, которые несколько облегчают его жизнь. Чтобы описать большие числа, физик вводит «показатели степени».

В качестве примера начнем с числа 10. Его можно записать как 10′, что означает 10, возведенное в первую степень, или просто 10. Если мы запишем 102, это будет означать 10×10, или 100, то есть число, состоящее из единицы с двумя последующими нулями. Таким же образом 103 представляет собой 10 X Ю X.10, или 1000, или единицу с тремя последующими нулями. Используя такую сокращенную форму записи, можно быстро записать любое число, содержащее большое количество нулей. Теперь мы можем сказать, что энергия, излучаемая Солнцем, равна 3,8 X Ю33 эрг/с. Выше это число заняло почти строчку. В новой записи можно производить действия умножения и деления над числами, и шансы ошибиться при этом значительно уменьшаются. В нашей книге мы будем широко использовать такую форму записи.

 

I.M. Levill «Beyond the known universe»

Перевод с английского канд. физ.-мат. наук Н.И. Шакуры

 

« Предыдущая — След.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все о космосе
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: