Сила тяжіння (mg) - це сила, з якою Земля притягує тіло, що знаходиться на її поверхні або поблизу цієї поверхні. Сила тяжіння спрямована вертикально до центру Землі; залежно від відстані до поверхні земної куліприскорення вільного падіння (g) по-різному. У поверхні воно близько 9,8 м/с2, а в міру віддалення поверхні g зменшується.

Закон всесвітнього тяжіння, запропонованого в 1666 Ісааком Ньютоном.

F = G.m.M/r2, Н,
де:
F – сила гравітаційного тяжіння, Н,
G – коефіцієнт гравітаційної постійної; G = 6,7.10-11, Н.м\2/кг\2,
m - маси Місяця, m = 7,35.10\22, кг,
M – маса Землі, M = 6.10\24, кг,
r – відстань між тілами по центрах, r = 3,844.10\8, м.

F = 6,7.10\-11.7,35.10\22.6.10\24:(3,844.10\8)\2 = 295,671.10\35:14,776.10\16=
20,01.10\19, Н

Вага тіла (сила ваги) (Р) - це сила, з якою тіло діє горизонтальну опору чи розтягує підвіску, у своїй тіло нерухоме. Вага тіла та сила тяжіння відрізняються за своєю природою: вага тіла є проявом дії міжмолекулярних сил, а сила тяжіння має гравітаційну природу. При прискоренні a = 0, Р = mg, Н, де m - маса тіла кг; при русі вниз Р=mg-ma, Н; вгору P = mg + ma, Н; а за a=g, Р=0. Стан тіла, в якому його вага дорівнює нулю, є невагомим.

Розглянемо кілька прикладів:
1. На плиті 1 (рис. 1) лежить тіло 2. Сила ваги тіла Р=mg спрямована строго вертикально до центру Землі, де P Н, m кг, g м/с\2.

2. Тіло 2 (рис. 2) поставили на плиту на бічну грань. Знову сила ваги вантажу спрямована до центру Землі. Як би тіло не стояло, напрям сили ваги не змінюється.

3. Вантаж 2 підняли на деяку відстань від Землі та утримуємо в горизонтальному положенні. Сила ваги тіла Р спрямована вниз. Для утримання тіла у нерухомому стані прикладаємо силу Т, спрямовану нагору, Т=Р. Третій закон: "Сили, з якими тіла діють один на одного, рівні за модулем і протилежні за напрямом". Повернемо тіло на деякий кут, тоді отримаємо: Т+В=Р+К, де В - зусилля, витрачене поворот тіла, К - сила опору, що виникає при повороті тіла. Отже, можна сказати, що на тіло вплинула сила К, яка витрачалася на розворот чогось усередині, причому у зворотний бік. Відпускаємо із рук тіло на Землю. Тіло падає вниз, у своїй Р=0, але падаючи тіло не розгортається, виникає питання, куди витрачалася сила витрачена поворот тіла перед падінням. На тертя, подолання магнітних властивостей Землі, але чи так це насправді? Фізики відповісти на це питання не можуть і, розводячи руками, заявляють: "А як може бути інакше".

4. Стенд для дослідження ваги тіла, що обертається (рис. 3): Електродвигун 1 постійного струму. Мультиплікатор 2 (механізм, що збільшує частоту обертання валу). Гнучкий вал 3 (сталевий канат в гнучкому рукаві, що передає обертання від мультиплікатора валу 4 4, який виготовлений з однієї установки на токарному електронному верстаті і має незначне ексцентричне зміщення осі обертання вала щодо центру кола). Опори 5 із зовнішньою обоймою підшипника. Високочутливі електронні ваги 6.

Вага валу з опорами фіксується. Включивши електродвигун, поступово збільшуємо силу струму і частоту обертання валу 4. При збільшенні швидкості обертання вага валу 4 зменшується, а за великої частоти обертання вал стає невагомим. Опори можна усунути, але при великій швидкості обертання виникають великі відцентрові сили, які могли б врівноважити себе, якби вали не мали ексцентричного зміщення осі обертання щодо центру кола валу. За рахунок ексцентричного обертання вали починають вібрувати, і без підшипників вони не можуть працювати. Але куди поділася вага валу?

Гіпотеза: "При обертанні тіл у їхніх атомах відбуваються суттєві зміни".

Атом. Спочатку слово атом позначало неподільну частинку більш дрібні частини. Але згідно з сучасними науковими уявленнями атом складається з дрібних частинок. Він складається з електронів, протонів та нейтронів. І цілком імовірно, що ще дрібніші частинки, ніж кварки, але ще не виявлені сучасними методамидослідження. Нейтрони є у всіх атомах, але атомах водню вони іноді відсутні. Атоми немає чітко вираженої зовнішньої кордону, тому їх розміри визначають умовно: на відстані між ядрами однакових атомів.

Електрон відноситься до найлегшої частки з масою 9,11.10-31, кг. Він має негативний електричний заряд е = 1,6.10-19 кулона, а його розмір занадто малий для вимірювання сучасними методами, але вважається, що його розмір не перевищує 10-20, см.

Позитивно заряджений протон (1,6726.10-27, кг) у 1836 разів важчий за електрон. А нейтрон (1,6749.10-27, кг), який не має зайвого електричного заряду, в 1839 разів важчий за електрон. Протони і нейтрони мають порівняльні розміри порядку 2,5.10-15, м., але ці розміри визначені з похибкою.

Як протони, і нейтрони складаються з елементарних частинок - кварків, які є основною складовою матерії. Існує шість типів частинок кварків із дробовим електричним зарядом рівним +2/3е або -1/3е елементарного заряду. Протони складаються з трьох кварків: двох +2/3u-кварка та -1/3u-кварка, та одного +2/3d-кварка. Нейтрон теж складається з трьох кварків: двох +2/3d-кварка та -1/3d-кварка, та одного -1/3u-кварка. З цих співвідношень протон є позитивно зарядженою часткою, а нейтрон - нейтральний. Маса ядра є складовою сумою всіх протонів і нейтронів, а враховуючи малу вагу електронів, маса атома дорівнює масі ядра.

Кварки пов'язані між собою силовими ядерними взаємозв'язками, які називаються глюонами, будучи елементарними частинками, переносниками сильної взаємодії.

Електрони в атомі притягуються до ядра, але між ними діє кулонівська взаємодія, що описує силову взаємодію між нерухомими точковими. електричними зарядами. Ці сили утримують електрони всередині потенційного бар'єру, що оточує ядра. Вважалося, що електрони в атомі рухаються орбітами, але згідно квантової механіки це неправильно. У кожному тілі безліч молекул із атомами. Атоми затиснуті між собою, в результаті електрони мають обмежену свободу переміщення. Між протонами, нейтронами і електронами однойменних атомів дотримується певна відстань.

З точки зору звичайної механіки це можна уявити так, що між електронами розташовані "пружини", які тиснуть на електрони з невеликим зусиллям. Електрони починають зміщуватися до ядра, стискаючи по три "пружини" (дві свого атома, третю із сусіднього атома), а зі зворотного боку дія трьох "пружин" слабшає і між ними утворюються зазори. В результаті стислі "пружини" відкидають електрони у протилежні сторони від ядра. І тоді кожен електрон починає метатися (у спокої він перебувати не може), утворюючи вільний простір, який значно більший, ніж електрон. Для спостерігача електрон є і його немає. Електрон у цій точці простору в даний момент часу розмитий, пульсує.

Дослідити атом можна скануючим тунельним електронним мікроскопом зі збільшенням мільйон - півтора мільйона разів.

Атоми в молекулах і самі молекули у тілі пов'язані взаємозв'язками. На рис. 4 атоми та ядра з протонами та нейтронами зображені в горизонтальній площині. Позитивно заряджені частинки u-кварки та d-кварки в протонах і нейтронах знаходяться на певних відстанях між собою та із сусідніми кварками атомів, розташованих у сусідніх рядах.

При розвороті тіла на 90 градусів, тобто тіло розвернулося з горизонтальної площини вертикальну, тоді картина розташування кварків обов'язково повинна зміниться. Позитивні частинки кварків +2/3u-кварк і +2/3d-кварк змістяться вниз до негативного поля Землі, інакше не може бути, як зображено на рис. 5. Ядро теж деформує та утворюється ексцентричне зміщення центрів позитивних частинок кварків щодо центру атома. Чим більше частинок кварків, тим більший ексцентриситет атома у вертикальній площині.

При вільному падінні тіла сила ваги Р=0 частинки кварків перерозподіляються, тобто вони в горизонтальній і вертикальній площинах мають однакову картину розташування, як зображено на рис. 4. При ударі тіла про Землю частки кварків перерозподіляються, картина їхнього розташування змінюється, як зображено на рис. 5.

Гіпотеза: "Вага тіла заснована на електромагнітній природі взаємодії і забезпечується величиною зміщення позитивних частинок кварків у напрямку до центру Землі і залежить від кількості позитивних кварків в атомі і тілі. Зміщення позитивно заряджених кварків до Землі викликає порушення співвісності атома, а сумарна сила, що порушує атома, що створює силу ваги тіла".

З погляду звичайної механіки це можна так, що атоми в горизонтальній площині розташовані в стройовому порядку. Наступний нижній шар атомів теж у стройовому порядку, але всі атоми зміщені щодо верхнього шару на половину відстані між ними праворуч і ліворуч, вперед і назад. І так кожний шар атомів. У невагомості відстань між атомами суворо витримані, і між атомами розташовані " пружини " , які тиснуть на атоми з однаковим зусиллям. Вага тіла нульова.

У вільно лежачому тілі Землі, " пружини " тиснуть на атоми ні з однаковим зусиллям, хоча відстані між атомам в горизонтальній і вертикальної площинах однакові. За рахунок тяжіння позитивно заряджених кварків до негативно зарядженої поверхні Землі, кварки порушують співвісність розташування їх в атомі, що створює силу ваги тіла на опору.

Оскільки сила тяжіння дорівнює нулю утворюється при прискоренні падіння g=9,8 м/c\2, через секунду швидкість падіння V=g.t=9,8.1=9,8 м/c. У космічних корабляхтака швидкість падіння підтримується постійно, а всі тіла невагомі.

Тоді кутова швидкість обертання валу, при якій вага валу стає рівним нулю, визначитися: w=V/R, рад/c, при радіусі валу R=0,01 м, w=9,8/0,01=
980 рад/с, а частота обертання валу за хвилину N=30.w/3,14=9373 рад/хв.

Гіпотеза: "Кутова швидкість зміщення u-кварк, d-кварк, глюонів та електронів (w/1) в ядрі атома відбувається до кутової швидкості обертання валу (w), тобто w/1 менше 980 рад/с. Якщо w/1 більше 980 рад/с, то вал, що обертається, з навантаженням на нього стають як би невагомі, так як позитивно заряджені частинки кварків не встигають перебудуватися в напрямку до центру Землі, тим більше, що тіла в основному побудовані з різних атомів ".

Гіпотеза: "Коефіцієнт постійної гравітаційної G в законі Ньютона не є постійною величиною. При обертанні тіла, вісь якого перпендикулярна іншому тілу, коефіцієнт G зменшується в межах кутової швидкості обертання w/1 до 980 рад/с, а при w/1 більше 980 рад /с стає рівним нулю (G=0), тобто сила тяжіння дорівнює нулю (mg=0).

Відомо, що у поверхні Землі прискорення вільного падіння рівне
g=9,8 м/c2, при віддаленні від поверхні g зменшується, а простір-час (pv) спотворюється у бік збільшення. Ньютон вважав, що простір і час є констант, а згідно з теорією відносності будь-який об'єкт навколо себе викривляє простір-час, тобто простір і час не постійні величиниі залежить від величини прискорення вільного падіння g і визначаються за формулою:

Де:
G - коефіцієнт гравітаційної постійної, G=6,7.10-11, Н.м\2/кг\2,

Pv=9,8/6,7.10\-11=1,46.10\11, кг/м\2,

Тоді формула сили гравітаційного тяжіння набуде вигляду:

F=m.M/r\2.pv=7,35.10\22.6.10\24: (3,844.10\8)\2.1,46.10\11=
2,04.1019, кг.

Парадокс. Якщо вантаж, що лежить на горизонтальній поверхні, переміщається від ваги гирі 1 кг, а по Ньютону від 1Н=9,8 кг.м/с2, але тоді питається, де 9,8 кг, де м, де с2 ? Коли знаємо, що вантаж переміщався від 1 кг.

Гіпотеза: "При вільному падінні тіла на кожному кілометрі падіння простір-час уповільнюється, сила гравітаційного тяжіння збільшується залежно від величини прискорення вільного падіння".

Підвісимо тіло на нитці. Витягаючись, нитка почне обертати тіло доти, доки не зупиниться. Зусилля, витрачене на розкручування нитки, витрачається на перетин позитивно і негативно заряджених частинок кварків і електронів магнітних силових ліній Землі в горизонтальній площині, але на зміщення співвісності в атомах зусилля розкручування нитки не впливає.

Автомобіль рухається дорогою. Вага автомобіля розподіляється на чотири колеса. Автомобіль розганяється до швидкості близько 900 км/год, при цьому кутова швидкість обертання коліс буде близько 1000 рад/с, тоді навантаження від ваги автомобіля, що передається через колеса на Землю, буде нульовим, але за рахунок аеродинамічних властивостей автомобіль буде притиснутий до Землі, але може й злетіти, опинившись у невагомості.

Так сталося у Криму на трасі Джанкой – Сімферополь. Гонщик на спортивній машині розігнався так, що невеликим поворотом злетів, піднявшись на п'ять метрів від Землі. Спортивний автомобіль зрубав, наче підрізав, верхівки дерев на відстані 50 – 60 метрів. Злякавшись, гонщик загальмував, колеса перестали обертатися, двигун заглух і автомобіль різко почав падати вниз зрізів кілька дерев майже під корінь. Співробітники ДАІ довго "ламали собі голови", чому кілька секунд автомобіль летів горизонтально, а не параболею, але ні до чого не прийшли.

У всіх механізмах, що обертаються, при виготовленні деталей спочатку закладено ексцентричне зміщення осі вола щодо центру кола, що викликає їх вібрацію, тому знос підшипників відбувається по всій поверхні діаметра обойми підшипника, а не знизу, куди прикладена сила тяжіння валу. При цьому зусилля від вібрації перевищує вагу валу.

У токарних верстатах кулачкові механізми, що затискають вали при обробці, мають ексцентричне зміщення, інакше їх неможливо виготовити, тому і деталі, виготовлені на цих верстатах, мають ексцентричне зміщення. Електродвигуни в основному випускаються з частотою обертання порядку від 900 до 3500 оборотів на хвилину, але механізми, що обертаються, не працюють на таких частотах обертання через вібрацію, тому застосовують редуктори, що зменшують частоту обертання робочого органу.

І ще цікавий момент. На фото 6 представлена ​​кладка каміння стін стародавньої споруди. Блоки ідеально підігнані один до одного, тож людське волоссянеможливо просунути між блоками. Постає питання: стародавнім будівельникам робити не було чого як шліфувати і підганяти блоки один до одного? Звичайно, вони були не дурні і використовували б матеріали, подібно до наших цеглин. Простіше і набагато швидше. Але стародавні будівельники знали секрет, вони могли кам'яні блоки перетворювати на поточну масу, яка подібно до рідкої смоли стікала, набуваючи химерної форми, відшліфованої в атомній чистоті обробки.

Латиський іммігрант Едуард Лідскалнін якимось чином поодинці побудував замок із багатотонних валунів. Він переміщував каміння вагою 30 тонн. За життя він свій секрет не відкрив, але сказав: "Я відкрив секрет будови пірамід".

В одній із телевізійної передачі Ігоря Прокопенка наводилася фотографія старовинного малюнка на камені. Художник зобразив величезний стотонний блок. Збоку стояли священнослужителі з довгими трубами і дуділи в них. Звичайно, художник це зобразив з натури, а не фантазував. Можна вважати, що стародавній митець залишив нашому поколінню підказку.

Священнослужителі дуділи в труби, створюючи певний звук, а звук – це хвилі, які резонували з хвилями кварків атомів. В результаті кварки приходили в рухи, відбувалося їх якраз балансування, і сила ваги блоку ставала рівної нулю. Два раби підхоплювали блок, що нічого не важив, і в супроводі священнослужителів заносили його на верх, встановлюючи в потрібному місці. Священнослужителі змінювали програму звукового виконання, відбувалося розм'якшення блоку, і він набував потрібної форми, тож між блоками неможливо просунути лезо бритви.
[email protected]

Рецензії

Вражає глибина проникнення в мікросвіт, що на порядки перевищує можливості тунельного мікроскопа. фізичний сенсїх далеко не простий, тому, жодною мірою не претендуючи на істину в останній інстанції, торкнуся цих проблем, як я їх розумію.
3.виникає питання, куди витрачалася сила витрачена поворот тіла перед падінням. На тертя, на подолання магнітних властивостей Землі, але чи це так насправді? - Сила витрачається на роботу з подолання сили тяжіння, що додається до тіла, а також на зміну точок застосування вивільненої інерційної сили інертної маси самого тіла.
4. Але куди поділася вага валу?
Припустимо, вал нерухомий.
Сила тяжкості врівноважена реакцією опор. Сила тяжіння на поверхні Землі - рівнодіюча сили тяжіння та запобіжної сили. Сила тяжіння (втягування) – взаємодія спільного вакуумного потенціалу Землі на будь-якій рівненій (геодезичній) поверхні Землі з тілом, що знаходиться на цій поверхні. Нижче розташована рівнова поверхня має більш високу "щільність" вакуумного потенціалу в порівнянні з вищерозташованою. Нижній потенціал втягує верхній безвідносно від того, чи стоїть на верхній поверхні вал. Але там поставили вал на опорах, щоб міг обертатися. Кожна елементарна часткавал має власну "монопольку" вакуумного потенціалу, орієнтовану по вертикалі втягування, тобто. за радіусом Землі. Як і всяке "порядне" поле, монополька кожної частки складається з гравітаційного поля Землі. Інертна маса цієї частки в цьому напрямі не утримується своєю монополькою, спрямовується слідом за нею (або її частиною). В інших напрямках інертна масацієї частки врівноважена. Отже, кожна інертна маса кожної частинки, кожного кільця валу, на всій його довжині знаходиться під впливом потенціалу Землі, що втягує, пропорційного масі частинки, і відповідної їй вивільненої інерційної сили своєї інертної маси.
Вал починає обертатися.
Інертна маса нижньої півсфери валу починає підніматися вище рівненої поверхні (геодезичної), захоплюючи за собою свою монопольку, прикладену до вакуумного потенціалу Землі на цій поверхні. Але це табу гірше за те, що два електрони не можуть перебувати в одному місці в однаковому стані. Тому вакуумний потенціал поверхні, що намертво утримується нижніми шарами вакуумного потенціалу Землі, просто змикає, здирає з боків валу, що обертається, ці монопольки, відправляючи їх на своє місце внизу валу. Однак вони вже будуть зайвими на цій геодезичній. Переповнення монопольками, що виникло, вакуумний потенціал Землі вбирає в себе. Низ валу з наступними монопольками починає підніматися, але в їх місце, миттєво, з глибини валу, з опор надходять такі порції з спільного вакуумного потенціалу валу з метою утримання інертної маси частинок, що вислизає з валу, що знаходяться під впливом своєї вивільненої інерційної сили. Процес змивання та поповнення повторюється багаторазово. До того ж обертання валу додає до цієї сили ще й відцентрових сил. Подальше обертання валу відповідної частоти призводить до того, що вакуумний потенціал частинок перетікає Землю. А за всіма радіусами валу його інертна маса, що залишилася без утримуючих зв'язків, у тому числі і міжатомних, і міжмолекулярних - "вистрілює" у всі 360 градусів спочатку своєю інертністю - вал втрачає вагу, а потім уже й самою інертною масою, руйнуючи вал.
Це той же гіроскоп, тільки протяжний, що має безліч концентричних кіл, за радіусами яких прагне вилетіти його інертна маса, що отримала невагомість.
Під впливом своїх звільнених інерційних сил інертної маси (які поки що ніхто не визнає), можливо, і злітала колись "літаюча тарілка" третього рейху. З повагою.

Щоденна аудиторія порталу Проза.ру - близько 100 тисяч відвідувачів, які в загальну сумупереглядають понад півмільйона сторінок за даними лічильника відвідуваності, розташованого праворуч від цього тексту. У кожній графі вказано по дві цифри: кількість переглядів та кількість відвідувачів.

Гіпотезу про існування нейтронних зірок висунули астрономи В. Бааде та Ф. Цвіккі відразу після відкриття нейтрона в 1932. Але підтвердити цю гіпотезу спостереженнями вдалося лише після відкриття пульсарів у 1967.

Нейтронні зірки утворюються в результаті гравітаційного колапсу нормальних зірок з масами в кілька разів більше за сонячну. Щільність нейтронної зірки близька до густини атомного ядра, тобто. у 100 млн. разів вище за щільність звичайної речовини. Тому за своєї величезної маси нейтронна зірка має радіус всього бл. 10 км.

Через малий радіус нейтронної зірки сила тяжіння її поверхні надзвичайно велика: приблизно 100 млрд. разів вище, ніж Землі . Від колапсу цю зірку утримує «тиск виродження» щільної нейтронної речовини, що не залежить від її температури. Однак якщо маса нейтронної зірки стане вищою приблизно 2 сонячних, то сила тяжкості перевищить цей тиск і зірка не зможе протистояти колапсу.

У нейтронних зірок дуже сильне магнітне поле, що досягає на поверхні 1012 -1013 Гс (для порівняння: у Землі близько 1 Гс). З нейтронними зіркамипов'язують небесні об'єкти двох різних типів.

Пульсари

(Радіопульсари). Ці об'єкти суворо регулярно випромінюють імпульси радіохвиль. Механізм випромінювання до кінця не зрозумілий, але вважають, що нейтронна зірка, що обертається, випромінює радіопромінь у напрямку, пов'язаному з її магнітним полем, вісь симетрії якого не збігається з віссю обертання зірки. Тому обертання викликає поворот радіопроменя, що періодично прямує на Землю.

Рентгенівські подвійні.

З нейтронними зірками, що входять у подвійну систему з масивною нормальною зіркою, пов'язані також рентгенівські пульсуючі джерела. У таких системах газ із поверхні нормальної зірки падає на нейтронну зірку, розганяючись до величезної швидкості. При ударі об поверхню нейтронної зірки газ виділяє 10–30% своєї енергії спокою, тоді як за ядерних реакціях цей показник сягає 1%. Нагріта до високої температури поверхня нейтронної зірки стає джерелом рентгенівського випромінювання. Однак падіння газу не відбувається рівномірно по всій поверхні: сильне магнітне поле нейтронної зірки захоплює падаючий іонізований газ і направляє його до магнітних полюсів, куди він і падає, як у вирву. Тому сильно нагріваються тільки райони полюсів, які на зірці, що обертається, стають джерелами рентгенівських імпульсів. Радіоімпульси від такої зірки вже не надходять, оскільки радіохвилі поглинаються в навколишньому газі.

склад.

Щільність нейтронної зірки зростає із глибиною. Під шаром атмосфери товщиною лише кілька сантиметрів знаходиться рідка металева оболонка товщиною кілька метрів, а нижче – тверда кора кілометрової товщини. Речовина кори нагадує звичайний метал, але набагато щільніше. У зовнішній частині кори це переважно залізо; з глибиною у його складі збільшується частка нейтронів. Там, де густина досягає бл. 4Ч 10 11 г/см 3 частка нейтронів збільшується настільки, що деякі з них вже не входять до складу ядер, а утворюють суцільне середовище. Там речовина схожа на «море» з нейтронів та електронів, в яку вкраплені ядра атомів. А за щільності бл. 2Ч 10 14 г/см 3 (щільність атомного ядра) взагалі зникають окремі ядра і залишається суцільна нейтронна рідина з домішкою протонів і електронів. Ймовірно, нейтрони і протони поводяться при цьому як надплинна рідина, подібна до рідкого гелію і надпровідних металів у земних лабораторіях.

Речовини такого об'єкта у кілька разів перевищує густину атомного ядра (яка для важких ядер становить у середньому 2,8⋅10 17 кг/м³). Подальшому гравітаційному стиску нейтронної зірки перешкоджає тиск ядерної матерії, що виникає рахунок взаємодії нейтронів.

Багато нейтронні зірки мають надзвичайно високу швидкість обертання, - до кількох сотень обертів на секунду. Нейтронні зірки виникають у результаті спалахів наднових зірок.

Загальні відомості

Серед нейтронних зірок із надійно виміряними масами більшість потрапляє в інтервал від 1,3 до 1,5 мас Сонця, що близько до значення межі Чандрасекара. Теоретично допустимі нейтронні зірки з масами від 0,1 до приблизно 2,16 сонячних мас. Найбільш масивні нейтронні зірки з відомих - Vela X-1 (має масу не менше 1,88±0,13 сонячних мас на рівні 1σ, що відповідає рівню значимості α≈34 %), PSR J1614–2230 en (з оцінкою маси 1, 97±0,04 сонячних) , та PSR J0348+0432 en (з оцінкою маси 2,01±0,04 сонячних). Гравітація в нейтронних зірках врівноважується тиском виродженого нейтронного газу. Максимальне значення маси нейтронної зірки задається межею Оппенгеймера-Волкова, який залежить від (поки що ще погано відомого) рівняння стану речовини в ядрі зірки. Існують теоретичні передумови до того, що при ще більшому збільшенні щільності можливе переродження нейтронних зірок у кваркові.

До 2015 року відкрито понад 2500 нейтронних зірок. Близько 90% їх - одиночні. Усього ж у нашій Галактиці можуть існувати 108-109 нейтронних зірок, тобто десь по одній на тисячу звичайних зірок. Для нейтронних зірок характерна висока швидкість руху (зазвичай, сотні км/с). В результаті акреції речовини облака, нейтронна зірка може бути в цій ситуації видно з Землі в різних спектральних діапазонах, включаючи оптичний, на який припадає близько 0,003% енергії, що випромінюється (відповідає 10 зоряній величині) .

Будова

У нейтронній зірці можна назвати п'ять шарів: атмосфера, зовнішня кора, внутрішня кора, зовнішнє ядро ​​і внутрішнє ядро.

Атмосфера нейтронної зірки – дуже тонкий шар плазми (від десятків сантиметрів у гарячих зірок до міліметрів у холодних), у ній формується теплове випромінювання нейтронної зірки.

Зовнішня кора складається з іонів та електронів, її товщина сягає кількох сотень метрів. Тонкий (не більше кількох метрів) приповерхневий шар гарячої нейтронної зірки містить невироджений електронний газ, глибші шари - вироджений електронний газ, зі збільшенням глибини він стає релятивістським та ультрарелятивістським.

Внутрішня кора складається з електронів, вільних нейтронів та атомних ядер із надлишком нейтронів. Зі зростанням глибини частка вільних нейтронів збільшується, а частка атомних ядер зменшується. Товщина внутрішньої кори може досягати кількох кілометрів.

Зовнішнє ядро ​​складається з нейтронів з невеликою домішкою (кілька відсотків) протонів та електронів. У маломасивних нейтронних зірок зовнішнє ядро ​​може простягатися до центру зірки.

У масивних нейтронних зірок є внутрішнє ядро. Його радіус може досягати кількох кілометрів, щільність у центрі ядра може перевищувати щільність атомних ядер у 10-15 разів. Склад та рівняння стану внутрішнього ядра достовірно невідомі. Існує кілька гіпотез, три найбільш ймовірні з яких - 1) кваркове ядро, в якому нейтрони розвалюються на їх верхні і нижні кварки, що їх складають; 2) гіперонне ядро ​​з баріонів, що включають дивні кварки; і 3) каонне ядро, що складається з двокваркових мезонів, що включають дивні (анти)кварки. Проте нині неможливо підтвердити чи спростувати жодну з цих гіпотез.

Охолодження нейтронних зірок

У момент народження нейтронної зірки (в результаті спалаху наднової), її температура дуже висока - близько 10 11 K (тобто на 4 порядки вище за температуру в центрі Сонця), але вона дуже швидко падає за рахунок нейтринного охолодження. Всього за кілька хвилин температура падає з 1011 до 109K, за місяць - до 108K. Потім нейтринна світність різко знижується (вона дуже залежить від температури), і охолодження відбувається набагато повільніше за рахунок фотонного (теплового) випромінювання поверхні. Температура поверхні відомих нейтронних зірок, у яких її вдалося виміряти, становить близько 105-106K (хоча ядро, мабуть, набагато гаряче).

Історія відкриття

Нейтронні зірки - один із небагатьох класів космічних об'єктів, які були теоретично передбачені до відкриття спостерігачами.

Вперше думку про існування зірок зі збільшеною щільністю ще до відкриття нейтрона, зробленого Чедвіком на початку лютого 1932, висловив відомий радянський учений Лев Ландау. Так, у своїй статті «Про теорію зірок», написаній у лютому 1931 року і з невідомих причин запізно опублікованою 29 лютого 1932 року (більш ніж через рік), він пише: «Ми очікуємо, що все це [порушення законів квантової механіки] має виявлятися, коли щільність матерії стане настільки великою, що атомні ядра прийдуть у тісний контакт, утворивши одне величезне ядро».

«Пропелер»

Швидкість обертання вже недостатня для ежекції частинок, тому така зірка може бути радіопульсаром . Однак швидкість обертання все ще велика, і захоплена магнітним полем матерія, що оточує нейтронну зірку, не може впасти, тобто акреція речовини не відбувається. Нейтронні зірки даного типу практично не мають проявів, що спостерігаються, і вивчені погано.

Акретор (рентгенівський пульсар)

Швидкість обертання знижується настільки, що речовині тепер нічого не перешкоджає падати на таку нейтронну зірку. Падаючи, речовина, вже у стані плазми, рухається лініями магнітного поляі вдаряється об тверду поверхню тіла нейтронної зірки у районі її полюсів, розігріваючись до десятків мільйонів градусів. Речовина, нагріта до таких високих температур, яскраво світиться в рентгенівському діапазоні. Область, де відбувається зіткнення падаючої речовини з поверхнею тіла нейтронної зірки, дуже мала - всього близько 100 метрів. Ця гаряча пляма через обертання зірки періодично зникає з виду, тому спостерігаються регулярні пульсації рентген-випромінювання. Такі об'єкти і називаються рентгенівськими пульсарами.

Георотатор

Швидкість обертання таких нейтронних зірок мала і не перешкоджає акреції. Але розміри магнітосфери такі, що плазма зупиняється магнітним полем раніше, ніж буде захоплена гравітацією. Подібний механізм працює в магнітосфері Землі, через що цей тип нейтронних зірок і отримав свою назву.

Примітки

1. Дмитро Трунін. Астрофізики уточнили граничну масу нейтронних зірок (неопр.) . nplus1.ru. Дата звернення 18 січня 2018 року.
2. H. Quaintrell та ін.Маса neutron hvězdи в Vela X-1 і незважаючи на індустрію нерадіальних освітлення в GP Vel // Astronomy and Astrophysics. - квітень 2003. - №401. - С. 313-323. - arXiv: astro-ph/0301243.
3. P. B. Demorest, T. Pennucci, S. M. Ransom, M. S. E. Roberts & J. W. T. Hessels. A 2-solar-mass neutron star measured using Shapiro delay (англ.) // Nature. – 2010. – Vol. 467 . - P. 1081-1083.

НЕЙТРОННА ЗІРКА
зірка, що в основному складається з нейтронів. Нейтрон – це нейтральна субатомна частка, одна з головних складових речовини. Гіпотезу про існування нейтронних зірок висунули астрономи В. Бааде та Ф. Цвіккі відразу після відкриття нейтрона в 1932. Але підтвердити цю гіпотезу спостереженнями вдалося лише після відкриття пульсарів у 1967.
Див. такожПУЛЬСАР. Нейтронні зірки утворюються в результаті гравітаційного колапсу нормальних зірок з масами в кілька разів більше за сонячну. Щільність нейтронної зірки близька до густини атомного ядра, тобто. у 100 млн. разів вище за щільність звичайної речовини. Тому за своєї величезної маси нейтронна зірка має радіус всього бл. 10 км. Через малий радіус нейтронної зірки сила тяжіння її поверхні надзвичайно велика: приблизно 100 млрд. разів вище, ніж Землі. Від колапсу цю зірку утримує "тиск виродження" щільної нейтронної речовини, що не залежить від його температури. Однак якщо маса нейтронної зірки стане вищою приблизно 2 сонячних, то сила тяжкості перевищить цей тиск і зірка не зможе протистояти колапсу.
Див. такожГРАВІТАЦІЙНИЙ КОЛАПС. У нейтронних зірок дуже сильне магнітне поле, що досягає на поверхні 1012-1013 Гс (для порівняння: у Землі бл. 1 Гс). З нейтронними зірками пов'язують небесні об'єкти різних типів.
Пульсари (радіопульсари).Ці об'єкти суворо регулярно випромінюють імпульси радіохвиль. Механізм випромінювання до кінця не зрозумілий, але вважають, що нейтронна зірка, що обертається, випромінює радіопромінь у напрямку, пов'язаному з її магнітним полем, вісь симетрії якого не збігається з віссю обертання зірки. Тому обертання викликає поворот радіопроменя, що періодично прямує на Землю.
Рентгенівські подвійні.З нейтронними зірками, що входять у подвійну систему з масивною нормальною зіркою, пов'язані також рентгенівські пульсуючі джерела. У таких системах газ із поверхні нормальної зірки падає на нейтронну зірку, розганяючись до величезної швидкості. При ударі поверхню нейтронної зірки газ виділяє 10-30% своєї енергії спокою, тоді як за ядерних реакціях цей показник не сягає й 1%. Нагріта до високої температури поверхня нейтронної зірки стає джерелом рентгенівського випромінювання. Однак падіння газу не відбувається рівномірно по всій поверхні: сильне магнітне поле нейтронної зірки захоплює падаючий іонізований газ і направляє його до магнітних полюсів, куди він і падає, як у вирву. Тому сильно нагріваються тільки райони полюсів, які на зірці, що обертається, стають джерелами рентгенівських імпульсів. Радіоімпульси від такої зірки вже не надходять, оскільки радіохвилі поглинаються в навколишньому газі.
склад.Щільність нейтронної зірки зростає із глибиною. Під шаром атмосфери товщиною лише кілька сантиметрів знаходиться рідка металева оболонка товщиною кілька метрів, а нижче – тверда кора кілометрової товщини. Речовина кори нагадує звичайний метал, але набагато щільніше. У зовнішній частині кори це переважно залізо; з глибиною у його складі збільшується частка нейтронів. Там, де густина досягає бл. 4*10 11 г/см3 частка нейтронів збільшується настільки, що деякі з них вже не входять до складу ядер, а утворюють суцільне середовище. Там речовина схожа на "море" з нейтронів та електронів, в яку вкраплені ядра атомів. А за щільності бл. 2*10 14 г/см3 (щільність атомного ядра) взагалі зникають окремі ядра і залишається суцільна нейтронна "рідина" з домішкою протонів та електронів. Ймовірно, нейтрони і протони поводяться при цьому як надплинна рідина, подібна до рідкого гелію і надпровідних металів у земних лабораторіях.

При ще більше високих щільностяху нейтронній зірці утворюються найбільш незвичайні форми речовини. Можливо, нейтрони і протони розпадаються ще дрібніші частинки - кварки; можливо також, що народжується багато пімезонів, які утворюють так званий піонний конденсат.
Див. також
ЧАСТИНИ ЕЛЕМЕНТАРНІ;
СВЕРХПРОВІДНІСТЬ;
Зверхтекучість.
ЛІТЕРАТУРА
Дайсон Ф., Тер Хаар Д. Нейтронні зірки та пульсари. М., 1973 Липунов В.М. Астрофізика нейтронних зірок. М., 1987

Енциклопедія Кольєра. - Відкрите суспільство. 2000 .

Дивитися що таке "НЕЙТРОННА ЗІРКА" в інших словниках:

НЕЙТРОННА ЗІРКА, дуже маленька зірка з великою щільністю, що складається з НЕЙТРОНІВ. Є останньою стадією еволюції багатьох зірок. Нейтронні зірки утворюються, коли масивна зірка спалахує як верхня зірка, підриваючи свої ... Науково-технічний енциклопедичний словник

Зірка, речовина якої, згідно з теоретичними уявленнями, складається в основному з нейтронів. Нейтронізація речовини пов'язана з гравітаційним колапсом зірки після вичерпання в ній ядерного палива. Середня щільність нейтронних зірок 2.1017. Великий Енциклопедичний словник

Будова нейтронної зірки. Нейтронна зірка астрономічний об'єкт, що є одним із кінцевих продуктів.

Зірка, речовина якої згідно з теоретичними уявленнями складається в основному з нейтронів. Середня густина такої зірки Нейтронна зірка2 · 1017 кг/м3, середній радіус 20 км. Виявляється по імпульсному радіовипромінювання див. Астрономічний словник

Зірка, речовина якої, згідно з теоретичними уявленнями, складається в основному з нейтронів. Нейтронізація речовини пов'язана з гравітаційним колапсом зірки після вичерпання в ній ядерного палива. Середня щільність нейтронної зірки. Енциклопедичний словник

Гідростатично рівноважна зірка, у якій полягає в осн. із нейтронів. Утворюється в результаті перетворення протонів на нейтрони при гравітації. колапс на кінцевих стадіях еволюції досить масивних зірок (з масою, в дек. раз перевищує… …) Природознавство. Енциклопедичний словник

Нейтронна зірка- одна із стадій еволюції зірок, коли в результаті гравітаційного колапсу вона стискається до таких малих розмірів (радіус кулі 10 20 км), що електрони виявляються вдавленими в ядра атомів і нейтралізують їхній заряд, вся речовина зірки стає… Початки сучасного природознавства

Калвера Нейтронна зірка. Була виявлена ​​астрономами з Пенсільванського державного університету США та канадського університету Макгілла в сузір'ї Малої медвідиці. Зірка незвичайна за своїми характеристиками і не схожа на жодну… Вікіпедія

- (англ. runaway star) зірка, яка рухається з аномально високою швидкістю по відношенню до навколишнього міжзоряного середовища. Власний рух подібної зірки часто вказується саме щодо зіркової асоціації, членом якої...

Художнє зображення зірки Вольфа Райє Зірки Вольфа Райє клас зірок, для яких характерні дуже висока температура та світність; зірки Вольфа Райє відрізняються від інших гарячих зірок наявністю в спектрі широких смуг випромінювання водню … Вікіпедія

За досить високих щільностей рівновага зірки починає порушуватися процесом нейтронізаціїзоряної речовини. Як відомо, при b-розпаді ядра частина енергії відноситься електроном, а решта - нейтрино. Ця сумарна енергія визначає верхню енергію b - -розпаду. У тому випадку, коли енергія Фермі перевищує верхню енергію b--розпаду, то стає можливим процес, зворотний b--розпаду: ядро ​​поглинає електрон (електронне захоплення). В результаті послідовності таких процесів концентрація електронів у зірці зменшується, при цьому зменшується тиск виродженого електронного газу, що підтримує зірку в рівновазі. Це веде до подальшого гравітаційного стиску зірки, а з ним і до подальшого підвищення середньої та максимальної енергії виродженого електронного газу – ймовірність захоплення електронів ядрами зростає. Зрештою, нейтронів може накопичитися так багато, що зірка складатиметься переважно з нейтронів. Такі зірки називаються нейтронними. Нейтронна зірка не може складатися з одних нейтронів, оскільки необхідно тиск електронного газу, щоб запобігти перетворенню нейтронів на протони. У нейтронній зірці є невелика домішка (близько 1?2%) електронів та протонів. Завдяки тому, що нейтрони не відчувають кулонівського відштовхування, середня щільність речовини всередині нейтронної зірки дуже висока - приблизно така сама, як і атомних ядрах. При такій щільності радіус нейтронної зірки з сонячною масою приблизно дорівнює 10 км. Теоретичні розрахунки на моделях показують, що верхня межа маси нейтронної зірки визначається оцінною формулою М пр» ( 2-3) М Q.

Розрахунки показують, що під час вибуху наднової з M ~ 25M Q залишається щільне нейтронне ядро ​​(нейтронна зірка) з масою ~ 1.6M Q . У зірках з залишковою масою M > 1.4M Q , не досягли стадії наднової, тиск виродженого електронного газу також не в змозі врівноважити гравітаційні сили і зірка стискається до ядерної щільності. Механізм цього гравітаційного колапсу той самий, що й під час вибуху наднової. Тиск і температура всередині зірки досягають таких значень, при яких електрони та протони як би "вдавлюються" один в одного і в результаті реакції ( p + e - ®n + n e) після викиду нейтрино утворюються нейтрони, що займають набагато менший фазовий обсяг, ніж електрони. Виникає так звана нейтронна зірка, щільність якої досягає 1014 - 1015 г/см 3 . Характерний розмір нейтронної зірки 10 – 15 км. У певному сенсі нейтронна зірка є гігантським. атомне ядро. Подальшому гравітаційному стиску перешкоджає тиск ядерної матерії, що виникає за рахунок взаємодії нейтронів. Це також тиск виродження, як раніше у випадку білого карлика, але тиск виродження істотно більш щільного нейтронного газу. Цей тиск може утримувати маси аж до 3.2M Q

Нейтрино, що утворюються на момент колапсу, досить швидко охолоджують нейтронну зірку. Згідно з теоретичними оцінками, температура її падає з 10 11 до 10 9 K за час ~ 100 с. Далі темп охолодження дещо зменшується. Однак він досить високий за астрономічними масштабами. Зменшення температури з 109 до 108K відбувається за 100 років і до 106K - за мільйон років. Виявити нейтронні зірки оптичними методамидосить складно через малий розмір і низьку температуру.

У 1967 р. у Кембриджському університеті Х'юїш та Белл відкрили космічні джерела періодичного електромагнітного випромінювання – пульсари. Періоди повторення імпульсів більшості пульсарів лежать в інтервалі від 3.3 10 -2 до 4.3 с. Згідно з сучасними уявленнями, пульсари - це нейтронні зірки, що обертаються, мають масу 1 - 3M Q і діаметр 10 - 20 км. Тільки компактні об'єкти, що мають властивості нейтронних зірок, можуть зберігати свою форму, не руйнуючись за таких швидкостей обертання. Збереження кутового моменту і магнітного поля при утворенні нейтронної зірки призводить до народження пульсарів, що швидко обертаються, з сильним магнітним полем У магн ~ 1012 Гс.

Вважається, що нейтронна зірка має магнітне поле, вісь якого не збігається з віссю обертання зірки. У цьому випадку випромінювання зірки (радіохвилі та видиме світло) ковзає по Землі як промені маяка. Коли промінь перетинає Землю, реєструється імпульс. Саме випромінювання нейтронної зірки виникає за рахунок того, що заряджені частинки з поверхні зірки рухаються зовні силовими лініями магнітного поля, випускаючи електромагнітні хвилі. Ця модель механізму радіовипромінювання пульсара, вперше запропонована Голдом, показано на рис. 9.6.

Рис. 9.6. Модель пульсара.

Якщо пучок випромінювання потрапляє на земного спостерігача, радіотелескоп фіксує короткі імпульси радіовипромінювання з періодом, рівним періоду обертання нейтронної зірки. Форма імпульсу може бути дуже складною, що з геометрією магнітосфери нейтронної зірки і є характерною для кожного пульсара. p align="justify"> Періоди обертання пульсарів суворо постійні і точності вимірювання цих періодів доходять до 14-значної цифри.

В даний час виявлені пульсари, що входять до подвійних систем. Якщо пульсар обертається по орбіті навколо другого компонента, то слід спостерігати варіації періоду пульсара внаслідок ефекту Допплера. Коли пульсар наближається до спостерігача, період радіоімпульсів, що реєструється, через доплерівський ефект зменшується, а коли пульсар віддаляється від нас, його період збільшується. На основі цього явища були виявлені пульсари, що входять до складу подвійних зірок. Для вперше виявленого пульсара PSR 1913 + 16, що входить до складу подвійної системи, орбітальний період становив 7 годин 45 хв. Власний період обігу пульсара PSR 1913+16 дорівнює 59 мс.

Випромінювання пульсара повинно призводити до зменшення швидкості обертання нейтронної зірки. Такий ефект також було виявлено. Нейтронна зірка, що входить до складу подвійної системи, може бути джерелом інтенсивного рентгенівського випромінювання. Структура нейтронної зірки масою 1.4M Q та радіусом 16 км показана на рис. 9.7 .

I – тонкий зовнішній шар із щільно упакованих атомів. В областях II та III ядра розташовані у вигляді об'ємно-центрованої кубічних ґрат. Область IV складається переважно з нейтронів. В області V речовина може складатися з півонії та гіперонів, утворюючи адронну серцевину нейтронної зірки. Окремі деталі будови нейтронної зірки нині уточнюються.