Нарны төгсгөл

Source page: http://faculty.wcas.northwestern.edu/~infocom/The%20Website/end.html

Дэвид Тейлор·David Taylor

Гелийн флэш

Улаан аварга хувьд төгсгөл болох эхлэлийг нь манай нарны масс гардаг маш гэнэт. Гели “үнс” нь түүний төв хэсэгт овоолсоор байх тусам илүү их хэсэг нь электрон-доройтох болно. Энэ бол хачин парадокс: улаан аварга одны гадна давхаргууд асар том боловч хурц үүл болж тэлэх тусам түүний дотоод цөм нь булшлагдаж буй цагаан одой болоход хүрчээ. Нарны цөм дэх температур ба даралт нь өнөөгийнхөөс 10 дахин их байх болно. Энэ нь үндсэн дараалалаас гарснаас хойш 1.2 тэрбум жилийн дараа улаан аварга болж алдар цуугаараа Нарны гелий цөм төв нь хангалттай их, нягт, халуун болж гайхалтай зүйл болох болно. Хэдэн минутын турш, энэ нь гал асааж, шатах болно.

Цөм дэх температур 100 орчим сая градус хүрэхэд гелий нь гурвалсан альфа процесс гэж нэрлэгддэг урвалаар нүүрстөрөгч болж эхэлдэг, учир нь энэ нь гурван гелийн цөмийг нэг нүүрстөрөгчийн атом болгон хувиргадаг. Энэ нь маш их дулааныг бий болгодог. Гэсэн хэдий ч нар бага байсан бөгөөд түүний цөм нь ердийн материалыг агуулдаг байсан тул электрон-муудсан гелийд илүү их дулааныг нэмснээр энэ нь өргөжиж, хөргөхөд хүргэдэггүй. Би ярилцаж байхдаа дурьдсанчлан квант механик, электрон-доройтох нь хамаагүй илүү та нар үүнийг халаахад хий илүү шингэн шиг ажиллаад байна: түүний температур түргэн өсдөг, гэхдээ энэ нь өргөжүүлж байна. Өөрөөр хэлбэл, үндсэн дарааллын оддыг тогтвортой байлгадаг өөрөө зохицуулах механизм нь электрон-хэм алдагдалд ордог. Хэрэв та цагаан одой руу дулааныг нэмбэл зүгээр л халуун болно.

Ийм зүйл болоход гурвалсан альфа үйл явц нь маш өндөр температураас хамааралтай байдаг: урвалын температурыг хоёр дахин нэмэгдүүлснээр бараг триллион дахин хурдан гүйдэг! Ингэснээр гели нь хайлах цөмийг халаадаг тул температур нэмэгдэх нь гелий нэгдлийг гэнэт хэдэн сая дахин хурдан өсгөдөг бөгөөд энэ нь цөмийг маш хурдан халдаг бөгөөд энэ нь гели нь хайлахад хүргэдэг, арга нь илүү хурдан. Байна. Байна.

Товчхондоо, гелийн цөмийн төв нь дэлбэрдэг. Одоогийн байдлаар нарны массын 40 орчим хувийг эзэлдэг электрон-доройтох хяруу-ийн цөм нь хэдэн минутын дотор нүүрстөрөгч болж хувирдаг. (Хэрэв та оноо авч байгаа бол секундэд дэлхийн гелийн 10 массыг шатаахтай тохирч байна.) Мэдээж, одон орон судлаачид энэ дуудах гелийн флэш. Энэ нь багел шарсан талх хийхэд ойролцоогоор цаг хугацаа зарцуулдаг тул флэш нь бидний одоогийн Нар 200 сая жилийн хугацаанд үйлдвэрлэдэг шиг их энерги ялгаруулдаг. Флэшийн өндөрт Нарны цөм маш богино хугацаанд Сүүн зам галактикийн бүх оддын хосолсон гэрэлтүүлгийг тун удахгүй тэнцүүлэх болно! Нэг ийм том хэмжээтэй байгаа нь улаан аварга том байдалд хүчтэй нөлөөлнө гэж төсөөлж байгаа байх. Гэхдээ энэ нь тийм ч их биш, гэхдээ таны бодож байгаа шиг тийм гэнэтийн эсвэл хүчтэй биш юм.

Учир нь бид хүндийн хүчний хэмжээг дутуу үнэлдэг. Цөмийн зэвсгийг айлгах хүчтэй харьцуулахад цөөн тооны чулуулгийг хаях замаар үүссэн энерги тийм ч гайхалтай биш юм. Гэвч үнэн хэрэгтээ, маш нягт, маш том массын таталцлын энерги нь маш ихээр тархаж байгаа нь биднийг өөрөөр бодоход хүргэдэг асар том, өтгөн биш харанхуй хайрга дээр амьдардаг гэдгээс үүдэлтэй юм.

Бид цагаан дэлхийг харьцуулбал хөвөн чихэр шиг өтгөн байдаг ч гэсэн том, өтгөн объектын жишээ болгон авч байна гэж үзье. Дэлхийг хоёр дахин том болгосноор, өөрөөр хэлбэл дэлхийн массыг өөрийн таталцлын дагуу түүний радиус хоёр дахин нэмэгдэхийн тулд дэлхийн гадаргуу дээр цохилт өгөх бүх нарны энерги шаардагдана (ердөө 185,000,000,000 мегаватт). 13 сая жил!

Гелийн анивчсан үед одны доройтсон цөм маш их халдаг бөгөөд эцэст нь “ууршдаг”. Өөрөөр хэлбэл, хувь хүний бөөмүүд маш хурдан хөдөлж эхэлдэг тул тэд “буцалгаж”, түүнээс зугтаж чаддаг. Гол нь эргээд (гайхалтай нягт) ердийн хий болж хувирч, хүчирхэг болж өргөждөг. Дэлхийн 100000 массыг доройтлоос гаргахад маш их таталцлын энерги шаардагддаг бөгөөд тэдгээрийн анхны хэмжээ хэд дахин ихэсч гелийн гэрлийн энерги ялгардаг. Өөрөөр хэлбэл, флэшийн бараг бүх энергийг цайрыг цагаан өнгийн одноос гаргаж авахад шаардлагатай титан жинээр шингээдэг. Үнэндээ энерги нь улаан аварга том гадаргуу дээр хүрдэггүй бөгөөд хэрэв та улаан аварга том нүдийг түүний нүцгэн нүдээрээ анивчиж байгааг анзаарсан бол та юу ч анзаарахгүй байх нь эргэлзээтэй юм.

Тиймээс хүний жишгээр бол гелийн флэш нь үзэхэд сэтгэл дундуур байдаг. Галактикийн жишгээр бол улаан аварга том зүрх сэтгэлээр буудсан байдаг. Гэнэтийн тэлэлт нь маш их хөргөхөд хүргэдэг бөгөөд энэ нь мөстлөгийн үе эхэлсэнтэй адил юм. Нэн даруй хөргөх нь цөмийг хамарсан устөрөгч шатдаг бүрхүүл дэх даралт бага, улмаар энерги гаралт буурахад хүргэдэг. Оддын ажиллаж байгаа ердийн цагийн тоололтой харьцуулахад бараг л агшин зуурын эргэлт хийдэг цаг үе дээр (магадгүй 10,000 жилийн дараа) улаан аварга том диаметр болон гэрэлтэх чадвар нь өмнөх утгуудаасаа 2%-иар буурчээ. Манай Нарны массын хувьд гелийн гэрлийн үр дүн нь өнөөгийн нарны диаметрээс арав дахин, гэрэлтэх чадвараас 40 дахин их байгаа улбар шар-шаргал од болж уналт юм. Энэ нь нэлээд хошин шог юм.

Нарны төгсгөл
Эцсийн 140 сая жилийн дараа Нарны амьдрал маш төвөгтэй байх болно. Зураг 1-т харуулснаас хойш нуран унасны дараа Нар нь өөрийгөө энергийн давхар эх үүсвэр бүхий од болгож дахин бүтээнэ: гелий нүүрстөрөгч болж шатдаг бүрхүүлээр хүрээлэгдсэн өтгөн (гэхдээ электрон-доройтдоггүй) нүүрстөрөгчийн хүчилтөрөгчийн цөмтэй болно, гадна талаас устөрөгч гелийд шатаж буй өөр нэг бүрхүүлтэй болно. (Гол хүчилтөрөгч нь цөмийн гадаргуу дээрх нүүрстөрөгч ба гелий хооронд удаан хайлуулах замаар үүсдэг. Илүү хүнд одод хүчилтөрөгч нь гелийтэй хамт неон үүсгэдэг.) Гели гель нь устөрөгчийн нэгдэл болох килограммаар ердөө 9%-ийн энерги ялгаруулдаг, энерги хэмнэлттэй тул Нар нь ихэвчлэн устөрөгчийн реактор хэвээр байна. Түүний гэрэлтүүлгийн 90% нь устөрөгчийг шатааснаас гардаг.

Гэсэн хэдий ч энэ нь одоо нар хэрхэн яаж өөрчлөгдөхийг шийддэг цөмийг бүрхсэн гелий юм. Нар нь гели-устөрөгчийн холимогоор биш харин цөм дэх нүүрстөрөгчийн-гелийн хольцыг эс тооцвол хөгшрөлтийн гол дараалсан од шиг хийсэн зүйлээ бага багаар давтдаг. Хэсэг хугацааны туршид харьцангуй тогтвортой байдалд хүрч улбар шар-шар өнгийн “дэд” од шиг шинэ хувилгаан дахь гидростатик тэнцвэрийг хадгалж байдаг. Ийнхүү тэдний оршин тогтнох энэ үе шатанд оддыг заримдаа “гелийн үндсэн дараалал дээр” гэж хэлдэг. Хүн төрөлхтний амьдралын хурдтай байдлаас харахад доргио одод хангалттай тайван мэт санагддаг: 1933 оны Чикагогийн дэлхийн үзэсгэлэнг нээхэд гэрэлтсэн алдарт Арктурус ийм од юм. Телескопыг зохион бүтээсэнээс хойш энэ нь хэмжигдэхүйц байдлаар өөрчлөгдөөгүй.

Гэхдээ гелийн шаталтыг хадгалахад шаардагдах өндөр температур нь Нар зөвхөн гелийийг нэг аргаар шатааж чаддаг гэсэн үг юм: маш хурдан. Халуун цөм нь устөрөгчийг хурдан шатаахыг шаарддаг. Энгийн үндсэн дарааллаар гарах үед Нарны гэрэлтүүлэг ойролцоогоор есөн тэрбум жилийн турш 1.0 Lo-тэй ойролцоо байв. Төгсгөлд нь 2.7 Lo болж гэрэлтэж байв. Гелийн үндсэн дарааллаар нарны гэрэлтэлт ойролцоогоор 45 Lo байх бөгөөд эцсийн бүлэгт 110 Lo хүртэл гэрэлтэх болно. Улаан аварга шиг тийм ч гайхалтай биш боловч маш тод харагддаг.

Амьдралынхаа доорхи амьдралын хэв маягийг хадгалахын тулд нар нь түүний анхны устөрөгчийн цөмтэй харьцуулахад гелий цөм дэх түлшээрээ 100 дахин хурдан урсах ёстой. Гелиумын үндсэн дарааллаар зуун сая жилийн дараа нар дахин нэгэн адил улаан аварга томчуудын ертөнц рүү авирч эхэлнэ. Гэхдээ Нарыг анх удаа зогсоосон гели флэштэй ижил төстэй “нүүрстөрөгчийн чийдэн” байхгүй. Нүүрстөрөгчийн нүүрстөрөгчийн хайлуулалтыг шатаахад шаардагдах температур, даралт нь Нар нь түүний цөм нь шахагдсан ч хамаагүй хүрч чаддаг тул нүүрстөрөгч зүгээр л хуримтлагдаж, улам нягт болно. Нар нь анх удаа улаан аварга болж ажилласан бөгөөд түүний цөм нь цагаан одой нягтрал руу цутгаж байсан ч гаднах давхаргууд нь хэдэн арван сая км диаметртэй байв. Нар дахин улаан аварга болж хувирах бөгөөд энэ удаад 3000 Lo-ээс дээш гэрэлтэх оргил үе гарчээ. Түүний гаднах давхрага нь Бархасбадийн тойрог замаас цааш улам цаашаа үлээнэ. Цахилгаан мөхлөгт цөм нь маш хурдан томорч, улмаар жижиг, илүү нягт болно.

Тэгээд эцэст нь хоёр хэсэг компаний өдөр болох өдөр ирдэг. Од гаригийн сүүлчийн өдрүүд нь маш төвөгтэй байдаг, учир нь гелий болон шатдаг устөрөгчийн бүрхүүлүүд яг ижил хэмжээгээр шатдаггүй. Илүү халуухан, илүү хурдан шатдаг гелий бүрхүүл нь гадагш урсаж, устөрөгчөөр бүрхэгдсэн бүрхүүлийг гүйцэж түрхэх бөгөөд ийм тохиолдолд гелийн үлдэгдэл үлдэхгүй тул гелий бүрхүүл ялзарч алга болдог. Гэхдээ аварга од нь илүү их гелий бэлтгэдэг бөгөөд дараа нь цагаан одой цөм дээр хуримтлагддаг бөгөөд энэ нь гели галын дөл нь нялх хүүхдийн хувилбартай адил юм. Гелийн гал асаах нь устөрөгчийг богино хугацаанд шатаахад хүргэдэг (тэр нь унтардаг). Эцсийн эцэст Нар нь шууд л ханиалгаж, агаар мандлаар дамжин гацсан гал сөнөөгч болно.

Ойролцоогоор 100,000 жилийн зайтай дөрөв, таван асар том тэсрэлт хийх үед Нарны гаднах давхаргууд үндсэн хэсгээс салж, бүрэн алга болно. Тэд нарны аймгийн эргэн тойронд асар том, өргөжиж буй бүрхүүл үүсгэх бөгөөд гадагш од хоорондын хийнд дахин нэгдэх болно. Нарны массын бараг 45% нь ийм байдлаар зугтах болно. Нарны массын үлдсэн 55% нь удалгүй цагаан, халуун өтгөн цөмд шахагдана. Алс холыг хардаг хэн нэгний хувьд түүний эргэн тойрон дахь хий хөшиг өргөхөд нар өнгийг улаанаас цагаан хүртэл хурдан сольж байх болно. (“Хурдан” гэдэг нь мэдээжийн хэрэг, цаг хугацаа пирамидын наснаас хэдхэн удаа илүү урт хугацааг хэлж байна.)

Үзэмж нарны гол нь ил гадаргуу нь маш халуун, энэ нь үзэгдэх гэрлийн илүү х туяаг гаргадаг болно гэж, наад зах нь 170,000 К° байх болно. (Бичлэг-улаан аварга од, мэдэгдэж байгаа хамгийн халуухан од нейтрон од хоёроос бусад байна.) Түүний гэрэлтэлтийг нь гялалзсан 4000 Lo байх болно. Нар өөрийн эрчим хүчний асар том неон гэрлэн тэмдэг шиг Хэрэв орчим оргосон хийг хүртэл гэрэлтүүлэг, үнэхээр Галактикийн биеэр нь цацрагийн эх сурвалж болсон юм. Ийм үүлс гэж нэрлэдэг гариган мананцар Нь буруу нэр, 18-р зууны одон орон судлаачид арай ядан цаг дуран тэдгээрийг харж, тэд гариг ​​шиг харагдаж байсан гэж бодсон юм билээ. Тэд одон орон хамгийн сайхан дурсгалт дунд байна. баруун талд гэрэл зураг, NGC 6751 гэж нэрлэдэг мананцарын тухай, миний дуртай нэг юм. төвд тод толбо дараах улаан аварга том эцэг, эх, од юм.

Гайхалтай нь түүний гаднах давхаргыг нүцгэн нүдээр харахад яг од байдаг. Энэ бол Дундад зууны үед Арабын одон орон судлаачдын нэрээр нэрлэдэг “Гайхамшигтай” Мира юм. Учир нь Мира нь одны хамгийн тод од байснаас 330 хоногийн хооронд хэлбэлздэг (Цетус, халим). Мира бол ердөө л ихэнхдээ сонгодог нэртэй од юм. Орчин үеийн багаж хэрэгсэл нь Мира бол гүнзгий улаан бензин юм. Энэ нь бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаггүй бөгөөд 2000 K° хэмээс гадна хамгийн алдартай оддын нэг юм. Түүний доор цөм нь шатаж, бөөнөөрөө буудаж, агаар мандал нь нарийн төвөгтэй дуу чимээ, шилжилтийг даван туулж байна. Тиймээс түүний хувьсах чанар. 500,000 жил буюу түүнээс бага хугацаанд Мира гариг нь манантай болно.

Нарны хувьд түүний гаднах давхаргууд нь илүү их устөрөгчөөр хангахаас гадна манантай манангийн гоёмсог дэлгэцийг хэдэн мянган жилийн турш хадгалж чаддаг, галактикийн жишгээр хурууныхаа үзүүрээс илүү байдаг. Өтгөн цөм дээрх хамгийн сүүлийн шатсан түлш эцэст нь шатах бөгөөд арван хоёр тэрбум жилийн хугацаанд нар анх удаа эрчим хүч үйлдвэрлэхээ зогсооно. Мананцар нь тарж алга болно. Нар нь арай том хэмжээтэй цагаан одой болжээ
Дэлхий гэхдээ 200,000 дахин их хэмжээтэй бөгөөд хэдэн тэрбум жилийн дараа үүнийг хийх нь аажмаар хөрнө.

Тэдний нягтрал ихтэй тул цагаан одойг хөргөхөд маш их цаг хугацаа шаардагддаг бөгөөд хамгийн эртний мэдэгддэггүй (бараг 12 тэрбум жил) 5000 К° аас доош хөргөх цаг ч байсангүй. Эдгээр хуучны “цагаан одой”-ыг “илүү шаргал цагаан” одой гэж нэрлэх нь илүү зөв байж болох юм, гэхдээ ямар ч тохиолдолд Сүүн замд “хар одой” байдаггүй. Том тэсрэлт-аас хойш манай галактикийн гаргаж ирсэн арван тэрбум эсвэл цагаан цагаан одой оддын бүх зүйл гэрэлтсэн хэвээр байна.

 

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *