Физические основы естествознания Василий Семёнович Бескин Лекции 12 -13

Физические основы
естествознания
Василий Семёнович Бескин
Лекции 12 -13
Астрофизические приложения
Диаграмма
Герцшпрунга-Рассела
(1911)
Астрофизические приложения
Диаграмма
Герцшпрунга-Рассела
(цвет-светимость)
• Главная
последовательность
• Гиганты
• Белые карлики
• Нейтронные звезды
• Черные дыры
Звездные величины
• Относительная звездная величина
(пять величин – сто раз по светимости, чем ярче, тем меньше,
одна звездная величина
)
• Абсолютная звездная величина
(с расстояния d0 =10 пк)
Спектральные классы
Относительная
интенсивность
линий
Э.Пикеринг и его команда
Гарвардская классификация: O B A F G K M N
Цвет
• Разность звездных величин в двух
фильтрах
(B-V)
Главная последовательность
Звезда есть шар в состоянии
гидростатического равновесия
Главная последовательность
Звезда есть шар в состоянии
гидростатического равновесия
Главная последовательность
Звезда есть шар в состоянии
гидростатического равновесия
Главная последовательность
Звезда есть шар в состоянии
гидростатического равновесия
Главная последовательность
Звезда есть шар в состоянии
гидростатического равновесия
Главная последовательность
Солнечные нейтрино
Р.Дэвис, М.Косиба
Кулоновский барьер
.
p-p
Кулоновский барьер
C-p
Туннелирование
Гамовский пик
• Максимум
• Скорость реакции
Гамовский пик
• Максимум
• Скорость реакции
Г.А.Гамов (1904-1968)
Белые карлики
Силы гравитации
уравновешиваются
давлением
вырожденных (холодных)
электронов.
Белые карлики
не могут иметь
массы, большие
1.4 солнечной.
Чандрасекаровский предел
С.Чандрасекар
(1910-1995)
Вырожденные электроны
Электроны как
фермионы не могут
занимать нижние
уровни энергии
py
px
Размер ячейки
Чандрасекаровский предел
• полная энергия
• число состояний
• импульс Ферми
• для релятивистских
электронов
Чандрасекаровский предел
• полная энергия
• критическая масса
Чандрасекаровский предел
•
полная энергия
• критическая масса
Чандрасекаровский предел
• полная энергия
• критическая масса
при M > MCh энергия отрицательна,
минимум энергии требует уменьшения R
при M < MCh энергия положительна,
минимум энергии требует увеличения R
Чандрасекаровский предел
при M > MCh энергия отрицательна,
минимум энергии требует уменьшения R
Результат –
взрыв сверхновой
(об этом – чуть позже)
Чандрасекаровский предел
При расширении импульс
Ферми уменьшается,
и при R = R0 становится
равным
В нерелятивистском режиме
Чандрасекаровский предел
при R < R0
при R > R0
R0
RWD
Чандрасекаровский предел
при R > R0
радиус
белого карлика
Нейтронные звезды
Нейтронные звезды были предсказаны в 30-е гг.
Л.Д. Ландау:
Звезда-ядро
(Ландау)
Бааде и Цвикки: нейтронные звезды и сверхновые
(Цвикки)
(Бааде)
Сверхновые
• Основная энергия
– в нейтрино
• Обратная реакция
подавлена
• Сверхновая 1987а
Нейтронные звезды
Радиус порядка 10 км
Масса 1-2 солнечной
Плотность порядка ядерной
Сильные магнитные поля
Масса-радиус
Нейтронные звезды
• Ядерная плотность
• Оценка радиуса
• Оценка массы
Черные дыры
• Галактические
черные дыры
солнечных масс
• Сверхмассивные
• черные дыры в
• ядрах галактик
Эффект Хокинга
С.Хокинг
Эффект Хокинга
С.Хокинг
Эффект Хокинга
• Светимость
• Потеря массы
• Время жизни
Эффект Хокинга
• Время жизни
• Светимость
Обратный Комптон-эффект
• ТэВ-ные энергии
• SZ-эффект
Обратный Комптон-эффект (IC)
SZ-эффект
SZ-эффект
Квантовый предел измерений
Детекторы
гравитационных
волн
VIRGO
LIGO
Квантовый предел измерений
Детекторы
гравитационных
волн
Гравитационный импульс