WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |   ...   | 18 |

Воробьев П.В.

ВОПРОС №57: Какова история и функция темного пятна на Солнце ОТВЕТ: Темные пятна на Солнце впервые замечены древнекитайскими астрономами (естественно, невооруженным глазом).

Солнечные пятна были открыты с появлением первых телескопов в начале XVII в. Шейнером и Галилеем. Шейнер наблюдал пятна раньше Галилея, но не понял их природы и не опубликовал о своем открытии. Приоритет открытия принадлежит по праву Галилею. Наблюдая за движением пятна по диску Солнца, Галилей определил период вращения Солнца. Оказалось, что скорость вращения вещества Солнца на разных широтах разная. Солнце вращается не как твердое тело.

В возникновении темных пятен нет ничего необычного. Солнце - это огромный бурлящий "котел" плазмы. Внутри оно горячее, снаружи - холоднее. Из-за этого перепада температур возникают конвекционные потоки - остывшие массы идут вглубь, а на их место поднимаются более горячие. Все было бы хорошо, если бы этому процессу не мешало сильное магнитное поле Солнца. Оказывается, что магнитные вихри могут локально приостановить конвекцию, не дать остывшим массам опуститься. В результате, эта область на солнечной поверхности будет холоднее окружающих, и поэтому будет выглядеть темнее. Это и есть темное пятно.

Солнечное пятно - область фотосферы с мощным магнитным полем, и его сложная структура обусловлена магнитогидродинамическими эффектами в плазме. В пятне кроме тени и полутени прослеживается тонкая структура, являющаяся, в конечном счете, видоизмененной структурой Солнца вне активной зоны. Яркие точки в тени связаны с грануляцией Солнца, многие световые мосты - с факелами.

Число пятен на Солнце в разные годы различно. Для характеристики активности Солнца используют числа Вольфа, учитывающие количество одиночных пятен и групп пятен на Солнце. Оказалось, что эти числа меняются с циклом приблизительно 11 лет, хотя в этом столетии средний период был ближе к 10 годам. Поскольку магнитная полярность северного и южного полушария Солнца меняется каждые одиннадцать лет, полярность пятен в северном и южном полушарии меняется также каждые одиннадцать лет, то Солнце называют магнито-переменной звездой с циклом в 22 года.

Солнечная активность очень сильно влияет на жизнь на Земле. Первым эту связь начал исследовать А.Л.Чижевский в 1915 году, посвятил этим исследованиям всю свою жизнь, и, тем не менее, его книга "В ритме Солнца" осталась недописанной и вышла только в г., через 4 года после смерти автора. Сейчас солнечно-земные связи изучаются очень активно. Появились новые науки - гелиобиология, солнечно-земная физика, - которые исследуют взаимосвязь жизни на Земле, погоды, климата с проявлениями солнечной активности.

Ближайший максимум числа пятен на Солнце ожидается в 2000-2001 году.

В 1980 году появилась методика, позволяющая обнаруживать наличие пятен в фотосферах других звезд. Оказалось, что у многих звезд спектрального класса G и К есть пятна, сходные с солнечными, с магнитным полем того же порядка. Зарегистрированы и изучаются циклы активности таких звезд. Они близки к солнечному циклу и составляют 5-10 лет.

Подробнее о солнечных пятнах можно прочитать в книгах:

"Солнечная и солнечно-земная физика" (под редакцией А.Бруцека и Ш.Дюрана), Москва, "Мир", 1980, С.И.Вавилов «Глаз и Солнце», М., Наука, 1981, стр.60-66, В.Н.Обдирко "Солнечные пятна и комплексы активноси", Москва, "Наука", 1985.

Иванов И.П., Кириченко Н.А.

ВОПРОС №58: Скажите, какого объема существуют жесткие диски, и какие фирмы их произвели ОТВЕТ: Теоретически можно сделать жесткий диск любого размера. Ограничения накладываются существующими стандартами интерфейсов жестких дисков (договоренностями между ведущими фирмами, которые воплощаются в железе).

На данный момент наиболее популярные интерфейсы для жестких дисков на персональных компьютерах это IDE и SCSI (читается как скази). Если компьютер стоит у вас дома, то с вероятностью 99,999% ваш диск использует интерфейс IDE. Диски, использующие интерфейс SCSI дороже, плюс к ним нужна дополнительная плата (сам интерфейс, в то время как поддержка IDE встроена в материнскую плату), но SCSI не ограничивает размер дискового пространства, можно цеплять любое количество SCSI устройств (ограничение для IDE, как правило, 4 диска). SCSI может быть быстрее IDE. С точки зрения рядового потребителя все достоинства SCSI перебиваются его ценой и проблемами с совместимостью. (Это только так говорят - "стандарт SCSI", на самом деле это целое семейство стандартов: SCS-I, SCSI-2, UltraSCSI и т.д. и т.п.).

Какие же ограничения накладывает использование интерфейса IDE. Если операционная система производит ввод- вывод через BIOS (как это делал DOS) и если у вас компьютер где-то 3-летней давности, то вы рискуете не увидеть диск емкостью более чем: (1024s * 16heads * 63sects * 512bytes/sector) / (1024 * 1024) = 504 MB.

В свое время (3 - 4 года назад) это было проблемой. Сейчас эта не проблема, благодаря появлению новых стандартов и договоренностей. Вот выдержка из файла ide.txt, распространяемого вместе с дистрибутивом ядра для операционной системы Linux: «The ATA Interface spec for IDE disk drives allows a total of 28 bits (8 bits for sector, 16 bits for cylinder, and 4 bits for head) for addressing individual disk sectors of 512 bytes each (in "Linear Block Address" (LBA) mode, there is still only a total of 28 bits available in the hardware). This "limits" the capacity of an IDE drive to no more than 128GB (Giga-bytes). All current day IDE drives are somewhat smaller than this upper limit, and within a few years, ATAPI disk drives will raise the limit considerably».

То есть при использовании LBA моды у нас есть некий лимит в 128 Гигабайт. На данный момент для домашнего компьютера более чем достаточно диска в 5 GB (цены позволяют). В том же файле (ide.txt) автор советует использовать диски следующих производителей:

«In particular, I recommend Quantum FireBalls as cheap and exceptionally fast. The new WD1.6GB models are also cheap screamers».

У меня стоит Quantum FireBalls5.1 - я им доволен, пару лет назад в Новосибирск была завезена очень большая партия бракованных WD1.2GB - поэтому доверие к этой фирме незаслуженно упало.

Жесткие диски выпускают фирмы Fujitsu, IBM, Segate, и многие другие. Самыми популярными являются SeeGate и Quantium, производящие диски объемом от 2 до 10 Гигабайт. В нашей стране достаточно распространены диски меньших объемов (от 200 Килобайт до 2 Мегабайт), которые импортировались ранее, но до сих пор не распроданы. Если Вы намерены приобрести диск, то рекомендуем обратить внимание на следующие его параметры:

1) объем дискового пространства должен удовлетворять Вашим задачам (для современных персо-нальных компьютеров - от 2 до Гигабайт), 2) технологические особенности диска (например, не имеет смысла покупать SCSI-диск, если у Вас нет SCSI-устройства), 3) фирма-производитель (наиболее "долгоживущими" являются диски SeeGate и Quantium, именно этим объясняется их популярность).

Балдин Е.М.

ВОПРОС №59: Какое давление в чёрной дыре ОТВЕТ: Может быть, будет интересно узнать, что теоретически черные дыры предсказал еще в 1795 году Лаплас. Таким образом, четыре (или 3) года назад можно было отпраздновать двухсотлетие физики черных дыр. Лаплас в рамках ньютоновской теории тяготения и корпускулярной теории света показал, что при фиксированной массе гравитирующего тела существует такой радиус тела, при котором скорость убегания равна скорости света, и его кванты-корпускулы не в состоянии покинуть тело и уйти на бесконечность. Этот радиус rg = GM/c2 (где G – постоянная тяготения, c – скорость света, M – масса черной дыры) в терминологии сегодняшней физики называется гравитационным радиусом, а само тело, "спрятанное" под гравитационным радиусом, называется черной дырой (именно потому, что ни свет и ничто другое не может его покинуть).

Учет более тонких квантовых эффектов говорит нам сегодня, что черные дыры не совсем черные. Они излучают, как черное тело, с температурой обратно пропорциональной ее массе: T = hc3 / (162kMG) = 0,510-7 Mс / kM, где h - постоянная Планка, k - постоянная Больцмана 1,410-16 эрг/К, Мс – масса Солнца.

Но… вернемся к вопросу о давлении! Из обшей теории относительности следует, что с точки зрения удаленного наблюдателя, покоящегося относительно черной дыры, сила притяжения, действующая на пробное тело, обращается в бесконечность на гравитационном радиусе. В этом смысле можно было бы думать, что так называемый горизонт событий - сферическая поверхность вокруг черной дыры, радиус которой равен гравитационному радиусу (вспомним, что свет не может покинуть эту поверхность и поэтому никакая информация о событиях на и под ней нам не доступна - отсюда и название), является особой поверхностью в пространстве, на которой обращается в бесконечность не только сила притяжения, но и другие физические величины (достигает бесконечности гравитационное красное смещение света и замедление времени).

В определенном смысле (с точки зрения наблюдателя покоящегося относительно черной дыры) - это так и есть. Однако, оказывается, что для наблюдателя, свободно падающего на черную дыру (так называемая локально-инерциальная система), ничего особенного на гравитационном радиусе не происходит. А ведь только такой наблюдатель и может провести измерения вблизи гравитационного радиуса.

Правда, тайну своих открытий он навеки унесет с собой, так как из под горизонта событий невозможно послать сигнал оставшимся снаружи покоящимся наблюдателям и тем более вернуться назад! Здесь следует заметить: то, что мы обычно называем полем тяготения (поле сил тяжести ньютоновского уравнения тяготения), локально устраняется в системе свободно падающего наблюдателя. И в действительности, поле тяготения характеризуется полем, так называемых, приливных сил. Представьте, что Вы свободно падаете на точечную массу равную, скажем, массе Земли и при этом (для определенности) ориентированы ногами вниз. Пока Вы находитесь далеко от массы (скажем, на расстоянии 6000 км), вы наслаждаетесь состоянием невесомости, хотя сила притяжения на этом расстоянии как раз такая, как на поверхности Земли. Однако, падая все ближе к центру, вы почувствуете беспокойство. Вы начинаете ощущать, что появилась сила, стремящаяся вытянуть вас в длину и в то же время сжать в поперечном направлении.

Появление такой силы понять не сложно: ускорение вашего падения определяется положением центра тяжести вашего тела. Однако, Ваши ноги немного ближе к тяготеющей массе и притягиваются чуть сильнее…, а голова, соответственно, чуть слабее. В вашей свободно падающей системе координат это приводит к тому, что появляются силы, стремящиеся вытянуть тело вдоль радиуса и сжать его вдоль ортогональных радиусу направлений. Расчет этих сил прост и для ньютоновской теории не выходит за рамки школьного курса. Поэтому предлагаю этот расчет в качестве самостоятельного упражнения и не привожу здесь.

Вернемся к нашему падающему наблюдателю. Его беспокойство было не напрасным! Он будет разорван приливными силами еще до того, как встретится с нашей "точечной Землей". В этом смысле можно сказать, что всякому гравитационному полю соответствует анизотропное поле давления или натяжения приливных сил и именно это натяжение и является истинной мерой гравитационного поля.

Гравитационные волны, для поиска которых сегодня построено несколько весьма чувствительных гравитационных антенн, являются как раз волнами приливных сил. Все эти антенны основаны на том, что приливные силы гравитационной волны периодически пытаются сдвинуть или развести две массы, подвешенные свободно или связанные упругой связью.

Оказывается, что с точки зрения свободно падающего на черную дыру наблюдателя, поле приливных сил не содержит никаких особенностей на гравитационном радиусе. Оно вполне конечно и регулярно в том смысле, что гладко меняется от точки к точке. Для черной дыры с массой порядка солнечной приливные силы на горизонте событий достаточно велики, а для черной дыры с массой галактики вполне малы по человеческим меркам. Однако, в центре черной дыры имеется истинная особенность, где приливные силы обращаются в бесконечность.

Итак, мы выяснили, что любое гравитационное поле можно охарактеризовать полем приливных сил и, в этом смысле, распределенным в пространстве полем натяжений (давлений). Такое давление или натяжение не является свойством исключительно гравитационного поля. Таким образом, можно характеризовать практически любое поле (электромагнитное, поле звуковых волн).

Например, в магнитном поле имеется натяжение вдоль силовых линий поля и давление поперек. В инженерной системе это давление равно: P[atm] = (B[gauss]/5000)2. Сегодня легко достижимы поля порядка 1 миллиона гаусс (для сравнения поле Земли 0,7 гаусса).

Магнитное давление в системах, создающих такое поле - 40000 атмосфер! Теперь поговорим о давлении, характерном именно для черной дыры. В 1948 году Казимир показал, что при наличии границ вакуум перестраивается и в нем появляются натяжения, которых нет в вакууме пустого бесконечного пространства. В применении к вакууму теории электромагнетизма (электродинамики) это означает, что в пространстве между плоскими параллельными НЕ ЗАРЯЖЕННЫМИ проводящими пластинами (плоский не заряженный конденсатор) возникает притяжение.

Сила притяжения на единицу площади, в отличие от силы притяжения пластин заряженного конденсатора, зависит от расстояния между пластинами: F = hc/(480a4), a - расстояние между пластинами. Сила очень мала и примерно равна 0,2 дины на квадратный сантиметр при расстоянии между пластинами 0,5 микрона.

Тем не менее, в 1958 году (через 10 лет после предсказания Казимира) Спарнай из лаборатории фирмы Сандия экспериментально подтвердил существование сил Казимира. Оказалось, что силы Казимира существенно зависят от геометрии границы и, например, для границы в виде проводящей сферы возникает не натяжение, а давление.

Вспомним теперь, что черная дыра имеет горизонт событий - поверхность совершенно непроницаемую наружу. В некотором смысле - это тоже граница и, в результате, в черной дыре возникает казимировское давление вакуума. Это явление сегодня широко обсуждается в физике черных дыр и космологии. Теория очень сложна и решения получены пока для очень простых случаев. Сейчас можно сказать только, что давление казимировского вакуума падает как четвертая степень гравитационного радиуса. Это давление велико только для черных дыр малой массы.

Однако, важно другое: казимировский вакуум обладает очень специфическими свойствами, совершенно отличными от свойств обычной материи (полей). Сейчас предполагается, что такой вакуум может стабилизировать, так называемые, "кротовые норы" пространственные туннели между двумя удаленными областями пространства (или даже, вообще, разными пространствами Вселенными). Именно такая кротовая нора - основа широко обсуждаемой нынче машины времени.

Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |   ...   | 18 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.