Среди диковинок, скрытых в глубинах вселенной, вероятно, навсегда сохранит одно из значительных мест небольшая звездочка близ Сириуса. Эта звезда состоит из вещества, в 60 000 раз более тяжелого, нежели вода! Когда мы берем в руки стакан ртути, нас удивляет его грузность: он весит около 3 кг. Но что сказали бы мы о стакане вещества, весящем 12 т и требующем для перевозки железнодорожной платформы? Это кажется абсурдом, а между тем таково одно из открытий новейшей астрономии.
Естественно, пузырь не развивается в совершенно однородной среде. Межзвездная среда турбулентна и зависит от распределения плотности вещества, и форма пузырька также будет зависеть. Мы можем найти симметричные пузырьки, огибающие которых содержат почти равномерно стратифицированный материал, но также есть пузыри, которые симметрия не говорит много. Предположим, например, что вновь созданная массивная звезда лежит на краю толстого межзвездного облака. Вокруг него возникает горячий пузырь газа, естественно, лучше расширяющийся в среду с более низкой плотностью.
Открытие это имеет длинную и в высшей степени поучительную историю. Уже давно было замечено, что блистательный Сириус совершает свое собственное движение среди звезд не по прямой линии, как большинство других звезд, а по странному извилистому пути (рис. 74). Чтобы объяснить эти особенности его движения, известный астроном Бессель предположил, что Сириуса сопровождает спутник, своим притяжением «возмущающий» его движение. Это было в 1884 г. – за два года до того, как был открыт Нептун «на кончике пера». А в 1862 г., уже после смерти Бесселя догадка его получила полное подтверждение, так как заподозренный спутник Сириуса был усмотрен в телескоп.
Таким образом, межзвездное облако препятствует расширению пузырька, который открывается в направлении более низкой плотности газа. Полученный конверт затем является неполным или открытым. В одном месте есть молекулярное облако, в другом - никакого конверта, потому что окружающая среда настолько разрежена в том месте, что горячий газ вытекает из внутренних областей пузыря.
Они размерны больше, чем межзвездные пузырьки - они встречаются, в основном, в нейтральных радиоизлучениях, таких как пустоты или дыры. В дополнение к сильному излучению и, возможно, сильным звездным ветрам эти пузырьки также расширяются за счет взрывов самих исходных звезд.
Рис. 74. Путь Сириуса среди звезд с 1793 по 1883 г.
Спутник Сириуса – так называемый «Сириус В» – обращается около главной звезды в 49 лет на расстоянии, в 20 раз большем, чем Земля вокруг Солнца (т. е. примерно на расстоянии Урана) (рис. 75). Это – слабая звездочка восьмой-девятой величины, но масса ее весьма внушительна, почти 0,8 массы нашего Солнца. На расстоянии Сириуса наше Солнце должно было бы светить звездой 1,8-й величины; поэтому если бы спутник Сириуса имел поверхность, уменьшенную по сравнению с солнечной в соответствии с отношением масс этих светил, то при той же температуре он должен был бы сиять, как звезда примерно второй величины, а не восьмой-девятой. Столь слабую яркость астрономы первоначально объясняли низкой температурой на поверхности этой звезды; ее рассматривали как остывающее солнце, покрывающееся уже твердой корой.
Создание звезды в конвертах с пузырьками
Конверты межзвездных пузырьков показывают хорошие условия для образования других звезд - накопленное вещество достигает огромных масс и в то же время достаточно прохладно. И это просто наблюдение за созданием звезд в конвертах. Некоторые из приведенных ниже работ ясно показывают, что почти треть межзвездных пузырьков лежит на краях больших пузырьков или они содержат меньше пузырьков.
Центральный пузырь с диаметром до 300 шт содержит в своей оболочке более мелкие пузырьки, которые указывают на недавнее звездообразование. Существует несколько механизмов, посредством которых новые звезды могут быть созданы в конвертах пузырьков. Это постепенно приобретает окружающее вещество в виде оболочки, которая впоследствии разрушается и гравитационно рушится. Из этих фрагментов могут быть созданы новые звезды разных масс. Менее массивные звезды формируются из меньших гравитационных неустойчивостей, в то время как более массивные образуются из более крупных фрагментов.
Рис. 75. Орбита спутника Сириуса по отношению к Сириусу (Сириус не находится в фокусе видимого эллипса, потому что истинный эллипс искажен проекцией – мы видим его под углом)
Но такое допущение оказалось ошибочным. Скромный спутник Сириуса – вовсе не угасающая звезда, а, напротив, принадлежит к звездам с высокой поверхностной температурой, гораздо более высокой, чем у нашего Солнца. Это совершенно меняет дело. Слабую яркость приходится, следовательно, приписать только малой величине поверхности этой звезды. Вычислено, что она посылает в 360 раз меньше света, чем Солнце; значит поверхность ее должна быть по крайней мере в 360 раз меньше солнечной, а радиус в 7зб0,т. е.в19 раз, меньше солнечного. Отсюда заключаем, что объем спутника Сириуса должен составлять менее чем 6800-ю долю объема Солнца, между тем как масса его составляет почти 0,8 массы дневного светила. Уже это одно говорит о большой уплотненности вещества этой звезды. Более точный расчет дает для диаметра планеты всего 40 000 км, а следовательно, для плотности – то чудовищное число, которое мы привели в начале раздела: в 60 000 раз больше плотности воды (рис. 76).
Второй механизм - это так называемая «радиационная имплозия», когда пузырь расширяется до среды, где уже существуют фрагменты и скопления вещества. из-за того, что пузырьки образуются вокруг новорожденных массивных звезд, можно предположить, что окружающая среда, в которую они расширяются, сама по себе будет содержать звезды звезд, но также возможно, что эти механизмы могут бок о бок. Хотя одна часть конверта вызывает звездообразование из-за сжатия уже существующего кластера, с другой стороны, ткань может фрагментироваться и сама генерировать звезды звезд.
Рис. 76. Спутник Сириуса состоит из вещества, в 60 000 раз более плотного, чем вода. Спичечная коробка этого вещества могла бы уравновесить груз из трех десятков человек
«Навострите уши, физики: замышляется вторжение в вашу область», – приходят на память слова Кеплера, сказанные им, правда, по другому поводу.
С другой стороны, также возможно, что ускорение звездообразования или его опоры из-за межзвездных пузырьков не происходит. Это может произойти по гораздо более простой причине: пузырь, в своем расширении, принимает помимо окружающего вещества также существующие звезды звезд, которые начнут формировать звезды сами и без пузыря.
Поэтому возможно, что звездообразование на краях пузырьков увеличивается только путем сбора уже сформировавшихся звезд. Скорее всего, все механизмы действуют одновременно. Как показано во многих других симуляциях, звезды должны формироваться в оболочках с использованием обоих этих механизмов, а также путем перемещения микробов на край пузырьков. Однако существует один из возможных способов ускорения образования звезд на краях межзвездных пузырьков. И это столкновение межзвездных пузырьков. Опубликована серия публикаций о столкновении межзвездных пузырьков, а одна из них, происходящая из Чешской Республики, показывает два красивых примера сталкивающихся пузырьков.
Действительно, ничего подобного не мог представить себе до сих пор ни один физик. В обычных условиях столь значительное уплотнение совершенно немыслимо, так как промежутки между нормальными атомами в твердых телах слишком малы, чтобы допустимо было сколько-нибудь заметное сжатие их вещества. Иначе обстоит дело в случае «изувеченных» атомов, утративших те электроны, которые кружились вокруг ядер. Потеря электронов уменьшает поперечник атома в несколько тысяч раз, почти не уменьшая его массы; обнаженное ядро меньше нормального атома примерно во столько раз, во сколько муха меньше крупного здания. Сдвигаемые чудовищным давлением господствующим в недрах звездного шара, эти уменьшенные атомы-ядра могут сблизиться в тысячи раз теснее, чем нормальные атомы, и создать вещество той неслыханной плотности, какая обнаружена на спутнике Сириуса. Более того, сейчас указанная плотность даже превзойдена в так называемой звезде ван-Маанена. Эта звездочка 12-й величины, по размерам не превышающая земного шара, состоит из вещества, в 400 000 раз более плотного, нежели вода!
Каждая из найденных систем содержит два больших пузырька и один маленький, который лежит в точке контакта между двумя пузырьками. Из полученных оценок энергии и эпох пузырьков можно судить о том, что меньший пузырь может возникнуть из-за столкновения двух больших пузырьков.
Изучая инфракрасные карты нашей Галактики, вы можете прекрасно видеть, как вся Галактика буквально «пузырится». Мы находим огромное количество межзвездных пузырьков разных размеров и возрастов. Ни один из пузырьков одинаковый, они отличаются по форме, весу или источникам звезд. Некоторые пузырьки образуют звезды по краям, другие - нет. Некоторые даже сталкиваются, образуя звезды при столкновении. Один из таких вопросов также касается нашего Солнца, которое могло быть вызвано расширением близлежащего пузыря или взрывом исходной звезды как сверхновой.
И это еще не самая крайняя степень плотности. Теоретически можно допускать существование гораздо более плотных веществ. Диаметр атомного ядра составляет не более одной 10 000-й диаметра атома, а объем, следовательно, не более 1/10 12 объема атома. 1 м 3 металла содержит всего около 1/1000 мм 3 атомных ядер, и в этом крошечном объеме сосредоточена вся масса металла. 1 см 3 атомных ядер должен, таким образом, весить примерно 10 миллионов тонн (рис. 77).
Вопрос очень трудно найти. С другой стороны, с улучшением биноклей и симуляций вы можете постепенно находить ответы на некоторые из вопросов и, что еще важнее, также создавать новые и более сложные вопросы. Институт теоретической физики и астрофизики Университета Масарика в Брно.
Таблица химических элементов Менделеева постепенно расширяется с помощью других искусственно созданных элементов с очень большими атомными числами. Метеор спрашивает, почему мы не можем найти их в природе. В периодической системе химические элементы сортируются по атомным числам или числу протонов в ядре. Упрощенный, мы можем сказать, что элементы в конце таблицы «тяжелее». Однако в природе мы можем найти практически только элементы под номером 92, другие искусственно сделаны. Станислав Смрчек из факультета естественных наук Карлова университета.
Рис. 77. Один кубический сантиметр атомных ядер мог бы уравновесить океанский пароход и при весьма неплотной упаковке их. Плотно же уложенные в объеме 1 см 3 атомные ядра весили бы 10 миллионов тонн!
После сказанного не будет казаться невероятным открытие звезды, средняя плотность вещества которой еще в 500 раз больше, чем у вещества упомянутой ранее звезды Сириус В. Мы говорим о небольшой звездочке 13-й величины в созвездии Кассиопеи, открытой в конце 1935 г. Будучи по объему не больше Марса и в восемь раз меньше земного шара, звезда эта обладает массой, почти втрое превышающей массу нашего Солнца (точнее, в 2,8 раза). В обычных единицах средняя плотность ее вещества выражается числом 36 000 000 г/см 3 . Это означает, что 1 см 3 такого вещества весил бы на Земле 36 т! Вещество это, следовательно, плотнее золота почти в 2 миллиона раз. О том, сколько должен весить кубический сантиметр такого вещества, взвешенный на поверхности самой звезды, мы побеседуем в главе V.
Как возникают тяжелые химические элементы? Пенициллин Флеминга или чешский муцидин? У нас есть ампутированные конечности? Они возникли в создании вселенной или, скажем, в появлении Земли, что является вопросом миллиардов лет. Однако возник ряд элементов, имеющих разные периоды полураспада. Это время, когда половина исходного числа атомных ядер разваливается. Только те элементы, которые имеют период полураспада более сотни миллионов лет, сохранились до наших дней, потому что другие уже рухнули.
Пробой ядра станет элементом исходного элемента, и их распад будет продолжаться в соответствии с так называемыми рядами распада. Из очень тяжелого нестабильного элемента, например, на миллиарды лет, стабильный свинец остался. Находим ли мы еще более жесткие элементы в природе?
Немного лет назад ученые, конечно, считали бы немыслимым существование вещества в миллионы раз плотнее платины.
Бездны мироздания скрывают, вероятно, еще немало подобных диковинок природы.
«наиболее экстремальный» вариант. Конечно, мы все слышали истории о магнитах, достаточно сильных, чтобы изнутри травмировать детей, и кислотах, которые пройдут через ваши руки за считанные секунды, но существуют даже более «экстремальные» их варианты.
«Тяжелые элементы могут возникать во Вселенной, вероятно, происходят даже в случае атомного взрыва, но их периоды полураспада настолько коротки, что их нельзя просто захватить», - говорит док. Граница между устойчивыми и неустойчивыми элементами не является резкой. Существует мнение, что все они разваливаются, и это всего лишь вопрос времени. Чтобы быть стабильным, мы рассмотрим те элементы, в которых мы не заметили бы каких-либо изменений в нашей жизни.
Когда можно продолжить, вопрос о том, что ученые не знают ответа, комментирует Станислав Смрчек. Вот проблема как теоретической оценки, так и технических возможностей. Тяжелые химические элементы изготавливаются из существующих атомных ядер в роли ракеты и мишени. «Дробовик» ускоряется, давая ей энергию попасть в «цель». В идеале оба ядра будут слиты. Проблема в том, что атом - это не просто ядро, в котором сосредоточен практически весь вес, но он также имеет электронную оболочку.
1. Самая чёрная материя, известная человеку
Что произойдёт, если наложить друг на друга края углеродных нанотрубок и чередовать слои из них? Получится материал, который поглощает 99.9% света, который попадает на него. Микроскопическая поверхность материала является неровной и шероховатой, которая преломляет свет и при этом является плохой отражающей поверхностью. После этого попробуйте использовать углеродные нанотрубки в качестве суперпроводников в определенном порядке, что делает их прекрасными поглотителями света, и у вас получится настоящая чёрная буря. Учёные всерьёз озадачены потенциальными вариантами применения этого вещества, так как, фактически, свет не «теряется», то вещество могло бы использоваться для улучшения оптических устройств, например, телескопов и даже использоваться для солнечных батарей, работающих почти со 100% эффективностью.
Если бы мы преобразовали его в макроскопический масштаб, а ядро находилось в Праге, ближайшая электронная орбита была бы в Кельне или Пардубице. Необходимо каким-то образом поразить ядро. Технология ели, контролируемая только четырьмя лабораториями в мире. Периодическая система элементов Менделеева основана на принципе периодичности повторения свойств элементов. Элементы, приведенные в таблице ниже, должны вести себя аналогичным образом. Однако, начиная с атомного номера 113, это правило начинает немного отставать.
Химические свойства этих элементов часто не соответствуют их прогнозируемому положению в таблице. Это связано с тем, что заряд ядра настолько велик, что электроны должны циркулировать очень быстро, чтобы сохранить атом как таковой. Они близки к скорости света и начинают вести себя согласно теории относительности. Плотная кожа электронов затем разрушает валентные электроны, которые отвечают за химические свойства.
2. Самое горючее вещество
Множество вещей горит с поразительной скоростью, например, стирофом, напалм и это только начало. Но что, если бы было вещество, которое могло бы охватить огнём землю? С одной стороны это провокационный вопрос, но он был задан как отправная точка. Трифторид хлора имеет сомнительную славу как ужасно горючее вещество, при том, что нацисты полагали, что это вещество слишком опасно для работы. Когда люди, которые обсуждают геноцид, считают, что целью их жизни является не использовать что-либо, потому что это слишком смертельно, это поддерживает осторожное обращение с этими веществами. Говорят, что однажды пролилась тонна вещества и начался пожар, и выгорело 30,5 см бетона и метр песка с гравием, пока всё не утихло. К сожалению, нацисты оказались правы.
Однако предполагается, что его свойства должны напоминать редкие газы. Мир тяжелых химических элементов, которые мы только что можем сделать, вероятно, намного сложнее, чем мог подумать Дмитрий Менделььев в создании собственного стола. Наши детские концепции очень редких вещей состояли в основном из золота, позже мы обнаружили более редкие алмазы или платину. На самом деле, однако, существует гораздо более дорогой минерал, чем алмаз, но его цена далеко не достигает ценностей самого дорогого вещества в мире - антиматерии.
Итак, что вы получаете со следующего дня в списке пожеланий? Он используется в производстве атомных бомб, поскольку топливо для ядерных реакторов и в очень низкой концентрации также добавляется к ракетному топливу. Как и большинство актинидов, плутоний радиоактивен и поэтому очень опасен.
3. Самое ядовитое вещество
Скажите, что бы вы меньше всего хотели, что могло бы попасть на ваше лицо? Это вполне мог быть самый смертоносный яд, который по праву займёт 3 место среди основных экстремальных веществ. Такой яд, действительно отличается от того, что прожигает бетон, и от самой сильной кислоты в мире (которую скоро изобретут). Хотя и не совсем так, но вы все, без сомнений, слышали от медицинского сообщества о ботоксе, и благодаря ему прославился самый смертоносный яд. Ботокс использует ботулотоксин, порождаемый бактерией «клостридиум ботулинум», и она очень смертоносна, и её количества, равного крупинке соли, достаточно, чтобы убить человека весом в 200 фунтов (90,72 кг; прим. mixednews). На самом деле, учёные рассчитали, что достаточно распылить всего 4 кг этого вещества, чтобы убить всех людей на земле. Наверное, орёл бы поступил гораздо гуманнее с гремучей змеёй, чем этот яд с человеком.
Он относится к оксидам, что делает его абсолютно прозрачным, но редко, но его пурпурный оттенок. Название, по словам его первооткрывателя, является первым образцом, обнаруженным Ричардом Тааффе в этом году. Однако открытие таффа нелегко, часто с очень похожим позвоночником, который встречается в подобных местах, богатых алюминием и бериллиями. Каждый, кто имел химию в конце года, наверняка знает, что происходит. Тритий представляет собой радиоактивный изотоп водорода, иными словами, нормальный водород, всего два нейтрона вместо одного.
Название было дано благодаря трем частицам в ядре. Тритий, естественно, встречается относительно обильно - один атом трития находится между примерно тысячами нормальных атомов водорода или вы просто выдохнули сто триллионов чрезвычайно радиоактивных псевдо - но это большая проблема, чтобы сделать его искусственно. Он используется как источник тонкого света - то есть, например, часы на более дорогих часах или такие светящиеся зеленые доски в кинотеатрах или кинотеатрах, показывающие пути эвакуации.
4. Самое горячее вещество
Существует очень мало вещей в мире, известных человеку как нечто более горячее, чем внутренняя поверхность недавно разогретого в микроволновке Hot Pocket, но это вещество, кажется, побьёт и этот рекорд. Созданное столкновением атомов золота при почти световой скорости, вещество называют кварк-глюонным «супом», и оно достигает сумасшедших 4 триллионов градусов Цельсия, что почти в 250 000 раз горячее вещества внутри Солнца. Величина энергии, испускаемой при столкновении, была бы достаточной, чтобы расплавить протоны и нейтроны, что само по себе имеет такие особенности, о которых вы даже и не подозревали. Учёные говорят, что это вещество могло бы нам дать представление о том, на что было похоже рождение нашей Вселенной, поэтому стоит с пониманием отнестись к тому, что крошечные сверхновые не создаются ради забавы. Тем не менее, действительно хорошие новости состоят в том, что «суп» занимал одну триллионную сантиметра и длился в течение триллионной одной триллионной секунды.
5. Самая едкая кислота
Кислота - это ужасное вещество, одного из самых страшных монстров в кино наделили кислотной кровью, чтобы сделать его ещё более ужасным, чем просто машина для убийства («Чужой»), поэтому внутри нас укоренилось, что воздействие кислотой - это очень плохо. Если бы «чужих» наполнили фторидно-сурьмяной кислотой, то они бы не только провалились глубоко через пол, но и пары, испускаемые от их мёртвых тел убили бы всё вокруг них. Эта кислота в 21019 раз более сильная, чем серная кислота и может просочиться через стекло. И она может взорваться, если добавить воды. И во время её реакции выделяются ядовитые испарения, которые могут убить любого в помещении.
6. Самая взрывоопасная взрывчатка
На самом деле, это место делят в настоящий момент два компонента: октоген и гептанитрокубан. Гептанитрокубан главным образом существует в лабораториях, и аналогичен октогену, но имеет более плотную структуру кристаллов, что несёт в себе бо?льший потенциал разрушения. Октоген, с другой стороны, существует в достаточно больши?х количествах, что может угрожать физическому существованию. Он используется в твёрдом топливе для ракет, и даже для детонаторов ядерного оружия. И последнее является самым ужасным, так как несмотря на то, с какой лёгкостью это происходит в кино, начало расщепления/термоядерной реакции, которая приводит к ярким светящимся ядерным облакам, похожим на гриб, не является простой задачей, но октоген прекрасно с ней справляется.
7. Самое радиоактивное вещество
Говоря о радиации, стоит упомянуть о том, что светящиеся зелёные стержни «плутония», показанные в «Симпсонах» - это всего лишь выдумка. Если что-либо является радиоактивным, это вовсе не означает, что оно светится. Стоит об этом упомянуть, так как «полоний-210» настолько радиоактивен, что он светится голубым. Бывшего советского шпиона, Александра Литвиненко ввели в заблуждение, когда ему добавили в еду этого вещества, и вскоре после этого он умер от рака. Это не та вещь, с который вы захотите пошутить, свечение вызывается воздухом вокруг вещества, на который воздействует радиация, и, в самом деле, объекты вокруг могут нагреваться. Когда мы говорим «радиация», мы думаем, например, о ядерном реакторе либо взрыве, где действительно происходит реакция деления. Это только выделение ионизированных частиц, а не вышедшее из-под контроля расщепление атомов.
8. Самое тяжёлое вещество
Если вы думали, что самое тяжёлое вещество на Земле - это алмазы, это была хорошая, но неточная догадка. Это технически созданный алмазный наностержень. Это фактически совокупность из алмазов нано-масштаба, с наименьшей степенью сжатия и самое тяжёлое вещество, известное человеку. На самом деле его не существует, но что было бы весьма кстати, так как это означает, что когда-нибудь мы могли бы покрыть наши машины этим материалом и просто избавиться от нее, когда произойдёт столкновение с поездом (нереальное событие). Это вещество изобрели в Германии в 2005 году и, возможно, его будут использовать в той же самой степени, как и промышленные алмазы, исключая то обстоятельство, что новое вещество более устойчивое к износу, чем обычные алмазы.
9. Самое магнитное вещество
Если бы индуктор являлся небольшим чёрным куском, то это было бы то самое вещество. Вещество, разработанное в 2010 году из железа и азота, обладает магнитными способностями, которые на 18% больше, чем предыдущий «рекордсмен», и является настолько мощным, что заставил учёных пересмотреть, как работает магнетизм. Человек, который открыл это вещество, дистанцировался со своими изучениями, чтобы никто из других учёных не смог бы воспроизвести его работу, так как сообщалось, что аналогичное соединение разрабатывалось в Японии в прошлом в 1996 г., но другие физики не смогли его вопроизвести, поэтому официально это вещество не приняли. Непонятно, должны ли японские физики пообещать сделать «Сепуку» при этих обстоятельствах. Если это вещество можно будет воспроизвести, это может означать новый век эффективной электроники и магнитных двигателей, возможно, усиленные по мощности на порядок.
10. Наиболее сильная сверхтекучесть
Сверхтекучесть является состоянием вещества (подобно твёрдому либо газообразному), которое имеет место при экстремально низких температурах, имеет высокую термопроводимость (каждая унция этого вещества должна иметь точно такую же температуру) и никакой вязкости. Гелий-2 является наиболее характерным представителем. Чашка «гелия-2» самопроизвольно поднимется и выльется из контейнера. «Гелий-2» также просочится через другие твёрдые материалы, так как полное отсутствие силы трения позволяет течь ему через другие невидимые отверстия, через которые не мог бы вытечь обычный гелий (или вода для данного случая). «Гелий-2» не приходит в нужное состояние при числе 1, как будто у него есть способность действовать по своему усмотрению, хотя это также наиболее эффективный термопроводник на Земле, в несколько сотен раз лучше меди. Теплота перемещается настолько быстро через «гелий-2», что она скорее передвигается волнами, подобно звуку (известному на самом деле как «второй звук»), чем рассеивается, при этом она просто перемещается от одной молекулы к другой. Между прочим, силы, управляющие возможностью «гелия-2» ползать по стене, названы «третьим звуком». У вас вряд ли будет что-либо более экстремальное, чем вещество, которое потребовало определение 2 новых типов звука.
Похожие статьи
