Rambler's Top100
Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Дискуссия

Лучшие молодые
ученые России

Авторские научные обозрения в "Русском переплете"
"Физические явления на небесах" | "Неизбежность странного микромира" | "Медицина и жизнь" | Новости науки Александра Семенова | Научно-популярное ревю | Теорфизика для малышей
Семинары - Конференции - Симпозиумы - Конкурсы

ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ НА НЕБЕСАХ


Обозрение профессора В.М.Липунова
Здесь не просто рассказывается о новых знаниях добытых учеными, а ещё и о том как эти знания добываются"

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Кто перым провел клонирование?

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

 Журналы в сети:

Nature

Успехи физических наук

New Scientist

ScienceDaily

Discovery

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

<< 21|22|23|24|25|26 ... Все



"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

30.01.2002
20:06

В мире двойных звезд: Вокруг центра масс

    Продолжаем разговор о двойных системах. Компоненты двойной системы пробными телами не назовешь. Движение одной из них определяется положением другой, и наоборот . . .

26.01.2002
16:42

Размешивая сахар в чашке кофе

    Что представляют собой спирали галактик? Почему есть галактики со спиралями, а есть и без? Теория этого сложного явления пока разработана лишь в общих чертах. Ясно, . . .

13.01.2002
15:57

Вселенная в гамма-лучах

    Перед Вами карта неба полученная с борта обсерватории "Комптон", запущенной на оррбиту в начале 90-х годов прошлого века. Это была ппервая многофункциональная . . .

08.01.2002
13:47

Марс и Млечный Путь в Болгарии

    Болгарский астроном-любитель и талантливый фотограф Пенчо Маркишки летом этого года снял область неба в созвездии Стрельца, которое из России практически не . . .

05.01.2002
15:28

Карфаген должен быть разршен!

    И снова фотография межзвездного облака. В который раз, скажет уставший читатель. Эти чудные небесные зверьки, подкрашенные фальшивыми цветами, присутвуют почти на . . .

03.01.2002
13:28

"Черная аврора"

    Черная аврора - темные провалы в полярных сияниях. Лишь совсем недавно ученым с помощью космических аппаратов удалось разгадать их тайну. Обычные полярные сияния . . .

02.01.2002
11:56

Единороги Вселенной

    Перед Вами фотография туманности Трифиды, полученная с борта космического телескопа имени Хаббла. Точнее - это вершина газово-пылевой колонны, напоминающей . . .

27.12.2001
15:39

Буквально на глазах

    Крабовидная туманность - один из самых знаменитых объектов 20 века. С нею связаны целый ряд великих открытий - синхротронное изучение, нейтронные звезды, . . .

25.12.2001
18:22

Загадай желание под звездным небом Интернета!

    Если загадать желание пока падает звезда - оно исполнится. Наверное Вы знаете такую примету. А часто ли мы смотрим на небо? А часто ли на нем видны звезды? То-то... А . . .

24.12.2001
16:24

На прошлой неделе мимо Земли пролететела ла километровая глыба

    Момент пролета астероида 1998 WT24 вы можете посмотреть на фильме составленном по фотографиям, полученным астрономами из Братиславы. Как и тысячи своих собратьев он . . .

23.12.2001
14:46

Полярные сияния на Сатурне

    То, что не доступно наземным телескопам, то по плечу космическим. Перед Вами ультрафиолетовое изображение Сатурна, полученное с борта космического телескопа . . .

21.12.2001
16:23

Астро-картинка дня

    Замечательную анимацию кометы Хейла-Боппа (1996 год) сделал Александр Юферев. Я давно просил его сделать интернет-анимацию. Поскольку скорость Интернета пока . . .

20.12.2001
16:30

170 лет старейшей русской обсерватории

    В эти дни исполняется 170 лет Государственному астрономическому институту им. П.К.Штернберга. 3 декабря 1824 года адьюнкт Московского университета Д.Л.Перевощиков . . .

17.12.2001
16:56

А где ежик?

    Вот уже 200 лет астрономы восхищаются причудливыми формами туманности Конская голова. Несмотря на туман, многое из того, что Вы видете на фото астрофизики . . .

16.12.2001
17:09

13 "плюхов" на Ганимеде

    Кто в детстве бросал гальку по воде, тот знает - как трудно сделать и десяток "плюхов". Эта забава сродни рисованию на песке - все очень быстро исчезает. Но в космосе . . .

13.12.2001
18:38

Венера в рентгеновских лучах

    На рентгеновской обсерватории "Чандра" впервые получено изображение Венеры (слева). В фальшивых рентгеновских лучах Венера выглядит не более привлекательно, чем в . . .

10.12.2001
22:05

В мире двойных звезд: движение в гравитационной воронке

    Законы Кеплера

    Движение в гравитационной воронке

    Анализируя законы Кеплера, Ньютон пришел к выводу, что сила натяжения невидимых нитей, связывающих удаленные тела, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Эти нити он назвал всемирным тяготением. Закон всемирного тяготения применим к любым телам независимо от цвета, вкуса, запаха и вообще химического состава. Универсальность тяготения объясняет, почему все планеты движутся по одинаковым орбитам.

    Кеплеру и Ньютону вообще человечеству сильно повезло. Масса Солнца в сотни раз превышает массу всех планет вместе взятых. Это означает, что обратное влияние планет на Солнце невелико и им можно пренебречь. Поэтому движение планет вокруг Солнца выглядит достаточно просто. Однако на разгадывание эпициклов и диферентов человечеству понадобилось более тысячи лет. Кто-то пошутил, что если бы человечество возникло на планете в двойной звездной системе, где движение планет вообще не поддается формульному описанию, то оно бы никогда не открыло закона всемирного тяготения; следовательно, в таких звездных системах развитых цивилизаций не должно быть.

    Совсем другое дело наша Солнечная система. Движение планет происходит в основном под действием Солнца. Взаимное притяжение планет очень мало. Такое движение удобно рассматривать не на языке сил (школьных знаний недостаточно, чтобы решить уравнения движения), а на энергетическом языке. Согласно закону Ньютона тела создают вокруг себя поле тяготения, или гравитационное поле. Это поле характеризует потенциалU, физический смысл которого следующий.

    Пусть имеется тело массы М (рис. 3). Чтобы измерить его поле тяготения, необходимы так называемые пробные частицы тела, масса которых настолько мала, что их влияние на тело М невелико. Обычно принимают массу пробных тел равной единице в той системе единиц, в которой вы хотите работать. Итак, возьмем

    стим ее из точки 1 на бесконечность. При этом нам нужно приложить силу и, преодолевая тяготение, совершить работу. Работа, выполняемая таким образом и взятая с обратным знаком, называется потенциалом гравитационного поля тела М. Наоборот, если из бесконечности падает частица, то работа, произведенная гравитационным полем, и есть потенциал с обратным знаком, U.

    Сила гравитации зависит только от расстояния и направлена всегда по радиусу к телу М. Значит, и потенциал зависит только от расстояния до тела М. Работа, которую нужно совершить, чтобы перенести пробную массу из точки 2 в точку 1, равна разности потенциалов l/i U^. При свободном движении пробных частиц сохраняется их полная энергия, т. е. сумма кинетической (К) и потенциальной энергии ((/): К + U == const. Потенциал точечного тела массы М имеет вид

    U= - GM/r (1)

    где G постоянная тяготения, r расстояние от тела массы М. Значение постоянной тяготения удобнее всего запомнить так: 1/G = 1,5 1010 кг с2/m3.

    На рис. 4 качественно показан потенциал Солнца, имеющий вид гиперболы. Вращая гиперболу вокруг оси U, получим гравитационную воронку. Полезное свойство потенциала состоит в том, что тело, помещенное в некоторой точке г, будет скатываться в область, где по- тенциал меньше.

    Планеты Солнечной системы те же пробные частицы. Теперь мы можем сказать, что для Кеплера и Ньютона планеты оказались именно теми пробными частицами, с помощью которых они исследовали свойства гравитационного поля Солнца. (Мы же просто живем на одной из таких пробных частиц под названием Земля.)

    Как же происходит движение в гравитационной воронке? В координатах U (г) движение планет изображается кругами (если орбиты круговые) или овалами (не эллипсами !). Возникает вопрос: почему планеты не скатываются на дно воронки? Конечно, все дело в том, что они обладают вращательным моментом (угловым моментом, обусловленным орбитальным движением). Движение планет происходит без трения, поэтому их вращательный момент исчезнуть не может. Но это не единственно возможный тип движения в гравитационной воронке. Мы уже говорили о том, что если осторожно положить пробную частицу на склон воронки (а у нее везде склон), то она скатится к центру (упадет на Солнце). Наоборот, если сильно щелкнуть частичку, то она может вообще улететь бесконечно далеко. В этом случае говорят, что пробная частица получила скорость больше второй космической. Мы наблюдаем движение только по эллипсу потому, что все, что должно было улететь из Солнечной системы, давно улетело, а то, что должно было упасть, давно упало.

    Подробный анализ показывает, что все типы траекторий движения в гравитационной воронке можно получить с помощью конуса и плоскости. Пересекая конус плоскостью, получим три типа кривых (рис. 5): 1) окружность или эллипс; 2) параболу; 3) гиперболу. Кривых

    Гипербола

    Рис. 5. Разные типы конических сечений

    четыре, а типов три (*). Это не случайно. Окружность и эллипс соответствуют, замкнутому движению, для которого сумма кинетической и потенциальной энергий отрицательна. Парабола соответствует точному равенству этой суммы нулю: К + U = 0. Наконец, гипербола соответствует полной положительной энергии. Например, если бы в Солнечную систему прилетел межзвездный корабль, то он двигался бы по гиперболе, пока его обитатели не включили бы двигатели, чтобы выполнилось неравенство К + U < 0. Это необходимое условие контакта.

    Но вернемся к планетам. Важной характеристикой орбиты планеты эллипса является его эксцентриситет, который показывает, насколько сжат эллипс (см. рис. 6). Чем сильнее сжат эллипс, тем больше его эксцентриситет и тем ближе его значение к единице. Наоборот, у окружности (несжатый эллипс) эксцентриситет равен нулю. У орбиты Земли эксцентриситет е = 0,017, поэтому она оказывается то ближе (зимой), то дальше (летом) от Солнца. Правда, эта разница расстояний очень невелика и не влияет существенно на смену времен года.

    Первый закон Кеплера является следствием конкретного вида закона тяготения. Если бы сила тяготения изменялась не по закону обратных квадратов, то орбиты пробных частиц были бы не эллипсами, и более того, они не были бы замкнутыми. Однажды выброшенная из какой-либо точки частица никогда бы не повторила своего пути дважды. Периодичность движения это уникальное свойство сил, обратно пропорциональных квадрату расстояния (**).

    Второй закон Кеплера является следствием закона сохранения вращательного момента пробной частицы в поле силы тяжести точечной массы. Действительно, сила тяготения всегда направлена по линии, соединяющей пробную частицу и центральное тело. Вращательный момент определяется компонентой движения, перпендикулярной радиусу-вектору, и не может измениться из-за силы тяготения. Это свойство относится не только к тяготению, но и к любому центрально-симметричному полю сил.

    Третий закон Кеплера можно записать в виде следую- щей формулы, обозначив через Р период обращения планеты вокруг Солнца:

    a3/p2=GM/4 pi

    Здесь M = 2 1030 кг - масса Солнца, а - большая полуось эллипса. Для круговых орбит этот закон может вывести любой школьник. Нужно только помнить, что для круга большая полуось - это просто его радиус.

    Читатель может спросить, почему мы так подробно говорим о движении планет, хотя обещали рассказать о двойных звездных системах. В двойных системах массы звезд могут быть сравнимы, и тогда все это может оказаться неприменимым. Но удивительная вещь почти все, о чем мы говорили выше, остается справедливым для двойных звезд.

    (*) Движение возможно и по прямой линии. Этот вырожденный случай реализуется, если пробная частица не имеет вращательного момента. Полная энергия при этом может иметь любой знак.

    (**) Таким свойством обладает еще движение тел в поле сил, прямо пропорциональных расстоянию (вращение грузика на резинке).

09.12.2001
12:10

И Луне досталось

    Очевидно, что метеориты падают на Луну. Но лишь начиная с 1999 люди сумели зафиксировать световые вспышки от их ударов о поверхность нашего спутника, лишенного . . .

06.12.2001
15:39

Опять Леониды

    Очередной снимок Леонид этого года сделал тайваньский астроном Чен Хуанг-Минг. Он испльзовал широкоформатную камеру "рыбий глаз". Около ста метеоров попало в . . .

04.12.2001
15:35

Горят ли звезды?

    Итак мы убедились, что черные дыры, по крайней мере, очень большие не "тонут". А горят ли зведы? То есть, горят в химическом смысле, как горят дрова в печи, где идет . . .

<< 21|22|23|24|25|26 ... Все

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы

Помощь корреспонденту Добавить новость
НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"

Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Rambler's Top100