Астрономия: век XXI (5000,00 руб.)

Стр.5

Стр.567

Стр.568

Стр.569

Стр.570

УДК 52 ББК 22.6 А91 В л а д ими р Г е о р г и е в и ч Су р д и н – астроном и просветитель. Кандидат физико-математических наук, доцент. Старший научный сотрудник Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга, доцент физического факультета МГУ. Лауреат Беляевской премии и премии «Просветитель» за 2012 год. А91 Астрономия: век XXI / ред.-сост. В. Г. Сурдин. – 570 с. – 5-е изд., испр. и доп. – М.: ДМК Пресс, 2023. – Текст: непосредственный. ISBN 978-5-93700-172-6 Эта книга посвящена астрономии в ее разнообразных воплощениях: от исследования Луны и планет до изучения гравитационных волн, темного вещества и темной энергии. Ученые Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга (МГУ) рассказывают о важнейших событиях, произошедших в астрономии в начале нового тысячелетия. По странному стечению событий именно этот условный рубеж был отмечен несколькими революционными открытиями в астрономии. В последние годы астрономия и астрофизика развиваются особенно быстро, о чем говорит количество Нобелевских премий, полученных за актуальные исследования. В первую очередь это касается космологии, регистрации гравитационных волн, изучения сверхмассивных черных дыр и исследования экзопланет. Результаты новых исследований описаны в 5-м издании книги. В частности, в нем обсуждается проблема «хаббловского напряжения» (Hubble tension), которую пока не смогли решить космологи. УДК 52 ББК 22.6 На 1-й стороне обложки – спиральная галактика Мессье 83. Фото космического телескопа «Хаббл», NASA. Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. ISBN 978-5-93700-172-6 © Оформление, издание, ДМК Пресс, 2022

Стр.5

ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие редактора .........................................................................................5 Введение. Астрономия – от века к веку (Ю. Н. Ефремов) .............................11 Предвидение Лапласа ....................................................................................12 Сто лет назад ...................................................................................................13 Открытие Вселенной ......................................................................................17 Эволюция звезд ..............................................................................................19 Галактика Млечный Путь ...............................................................................21 Все шло хорошо... ...........................................................................................22 Старое «облачко» – темная масса ..................................................................23 Пять проблем Шкловского .............................................................................24 Новая космология ...........................................................................................25 Черные дыры ..................................................................................................28 Множественность необитаемых миров ........................................................28 Подводя итоги .................................................................................................29 Глава 1. Планеты Солнечной системы .........................................................31 Обзор Солнечной системы (Ж. Ф. Родионова, В. Г. Сурдин).......................................32 Общая характеристика ...................................................................................32 Луна .................................................................................................................36 Меркурий ........................................................................................................45 Венера ..............................................................................................................50 Марс .................................................................................................................57 Фобос и Деймос – естественные спутники Марса ........................................65 Юпитер ............................................................................................................67 Сатурн..............................................................................................................74 Уран .................................................................................................................80 Нептун .............................................................................................................82 Плутон .............................................................................................................85 Природа планет (В. В. Шевченко) ..........................................................................89 Введение ..........................................................................................................89 Объекты Солнечной системы ........................................................................89 Движение тел Солнечной системы ................................................................94 Химический состав тел Солнечной системы ................................................95 Ранние стадии развития планет ....................................................................96 Ударные процессы в Солнечной системе .....................................................98 Лед на Луне? ..................................................................................................100 Планеты-гиганты: Юпитер ..........................................................................102 566 Оглавление

Стр.567

Вулканизм на телах Солнечной системы ....................................................104 Жизнь в Солнечной системе ........................................................................108 Глава 2. Звезды: рождение, жизнь, смерть ..............................................113 Физика и эволюция звезд (В. А. Батурин, И. В. Миронова, В. Г. Сурдин) ...................114 Структура звезды ..........................................................................................114 Термодинамика вещества в звездных недрах ............................................117 Ядерные реакции в звездах .........................................................................121 Перенос тепла в звездах ...............................................................................127 Жизнь звезд ..................................................................................................130 Субгиганты и красные гиганты ...................................................................142 Сверхгиганты ................................................................................................145 Эволюция одиночной звезды ......................................................................148 Переменные звезды (Н. Н. Самусь) .......................................................................152 История открытия и изучения ....................................................................152 Цефеиды ........................................................................................................155 Новые ............................................................................................................161 Сверхновые ...................................................................................................164 Звезды: жизнь после смерти (С. Б. Попов, М. Е. Прохоров) ....................................171 Белые карлики ..............................................................................................171 Нейтронные звезды .....................................................................................174 Радиопульсары, «великолепная семерка» и все-все-все ............................177 Черные дыры ................................................................................................188 Компактные объекты в двойных системах .................................................192 Черные дыры во Вселенной (А. М. Черепащук) .....................................................203 Свойства черных дыр: ранние представления ...........................................203 Свойства черных дыр: современные представления ................................205 Решение Шварцшильда ................................................................................208 Образование черных дыр ............................................................................218 Астрономические наблюдения черных дыр ...............................................222 Методы измерения масс черных дыр .........................................................225 Сверхмассивная черная дыра в ядре нашей Галактики ............................232 Демография черных дыр ..............................................................................234 Заключение ...................................................................................................245 Глава 3. Мир галактик ....................................................................................247 Млечный Путь (В. Г. Сурдин) ................................................................................248 Небесная Дорога ...........................................................................................248 Межзвездная среда .......................................................................................257 Скопления звезд ...........................................................................................267 Наша Галактика как газово-звездная система ...........................................275 Взаимодействие звезд и газа .......................................................................281 Остатки вспышек сверхновых .....................................................................284 Спиральная структура нашей Галактики (Ю. Н. Ефремов) ..................................289 «Великий чертеж» галактик .........................................................................289 Оглавление 567

Стр.568

Звездные комплексы и флоккулентные спирали.......................................290 Вращение Галактики ....................................................................................293 Спиральная структура Галактики ................................................................296 План Галактики .............................................................................................299 Разнообразие галактик (А. В. Засов, В. Г. Сурдин) ..................................................304 Что такое галактика? ....................................................................................304 Как изучают галактики .................................................................................305 Из чего состоят галактики............................................................................310 Какими бывают галактики ...........................................................................312 Расстояния до галактик ................................................................................316 Размеры галактик .........................................................................................318 Вращение галактик .......................................................................................319 Что представляют собой спиральные ветви ...............................................322 Темная масса, или Сколько «весят» галактики ...........................................325 Массы звезд и газа в галактиках..................................................................327 Ближайшие галактики ..................................................................................338 Карликовые галактики .................................................................................342 Взаимодействующие галактики ..................................................................347 Системы галактик .........................................................................................352 Что там, в центрах галактик? .......................................................................356 Глава 4. Физика Вселенной ...........................................................................365 Современная космология (М. В. Сажин, О. С. Сажина) ............................................366 Космология как наука...................................................................................366 Наблюдения в космологии ...........................................................................370 История нашей Вселенной ...........................................................................384 Три вида материи во Вселенной..................................................................393 Космология и теория суперструн ................................................................396 Открытие темной энергии в ближней Вселенной (А. Д. Чернин) ........................399 Введение ........................................................................................................399 Глобальное и локальное ...............................................................................400 Парадокс Хаббла–Сэндиджа ........................................................................403 Темная энергия .............................................................................................404 Плотность темной энергии ..........................................................................407 Всемирное антитяготение ...........................................................................409 Мир антитяготения ......................................................................................411 Ближняя Вселенная и локальная космология .............................................412 Компьютерное моделирование: от хаоса к порядку за 12 млрд лет .........416 Взвешиваем темную энергию в ближней Вселенной ................................418 Заключение ...................................................................................................420 Глава 5. Шепот Вселенной: поиск гравитационных волн (В. Н. Руденко) ........................................................................................................423 Волны пространства-времени .....................................................................425 Чего ждем? ....................................................................................................427 Это можно регистрировать? ........................................................................429 568 Оглавление

Стр.569

Новое поколение антенн ..............................................................................430 Алгоритмы слепого поиска ..........................................................................436 Реликтовый гравитационно-волновой фон ...............................................443 Поиск астрогравитационных корреляций ..................................................444 Заключение ...................................................................................................446 Глава 6. Поиски внеземных цивилизаций: астрономия, и не только... (Л. М. Гиндилис) ............................................................................449 Астрономия и SETI .......................................................................................450 Внесолнечные планетные системы .............................................................451 Органические соединения во Вселенной ...................................................455 Одиноки ли мы во Вселенной? ....................................................................457 От фантастики к научным проектам ..........................................................459 SETI: область исследований .........................................................................461 Пути поиска внеземных цивилизаций .......................................................463 Любительский SETI .......................................................................................480 Биологический канал связи .........................................................................482 Активный поиск ...........................................................................................483 Поймем ли мы их? ........................................................................................487 Зачем нужны контакты с ВЦ ........................................................................488 Не опасны ли контакты? ..............................................................................489 Этика контакта .............................................................................................491 Приложения (В. Г. Сурдин) ..................................................................................493 Толковый словарь терминов, применяемых в астрономии, астрофизике и космологии ......................................................................................................494 Справочные данные ............................................................................................520 Литература ......................................................................................................553 Авторы ..............................................................................................................556 Алфавитный указатель .....................................................................................558

Стр.570