МЕЖЗВЕЗДНАЯ СВЯЗЬ - связь с внеземными цивилизациями, которые, возможно, существуют на планетах вблизи других звезд. Их поиск предпринимается учеными Канады, России, США и других стран. Этот поиск основан на попытках зарегистрировать радиосигналы цивилизаций, возможно, существующих в нашей Галактике. В Галактике ок. 200 млрд. звезд. Считается, что примерно половина из них имеет планетные системы и что в среднем две планеты в каждой системе в принципе пригодны для развития на них жизни. Лабораторные биохимические эксперименты показывают, что при благоприятных условиях простые вещества быстро переходят в органическую форму, что может приводить к зарождению жизни. Биологическая эволюция и борьба за существование в условиях ограниченных пищевых и энергетических ресурсов почти наверняка приводят к возникновению разумных существ и цивилизации. Из таких рассуждений можно заключить, что ежегодно в Галактике должна появляться одна новая техническая цивилизация. Значительно сложнее оценить, как долго такая цивилизация будет оставаться на том уровне развития, который позволит нам зарегистрировать ее. Сейчас мы способны регистрировать на межзвездных расстояниях сигналы телевизионных станций и мощных радаров. Но очевидно, что цивилизация излучает такие сигналы лишь на коротком отрезке своей истории. Развитие техники быстро делает ненужными столь расточительные способы связи. Не прошло и 100 лет после открытия радиоволн, а земная цивилизация начала переход от радиосвязи к значительно более экономичной кабельной, лазерной и оптоволоконной связи. А если мы предотвратим возможность войны, то и мощные радары скоро исчезнут. Таким образом, земная цивилизация была "радиогромкой" менее века. Конечно, наша цивилизация - не пример для остальных. Но все же можно предположить, что в истории любой цивилизации период ее высокой активности в радиодиапазоне, когда ее можно заметить на межзвездных расстояниях, длится от 100 до 10 000 лет.

См. также ВОЛОКОННАЯ ОПТИКА. Из сделанных выше оценок следует, что в Галактике сейчас могут существовать тысячи цивилизаций, с которыми в принципе можно установить радиоконтакт. При этом среднее расстояние между ними составляет тысячи световых лет. Нельзя даже мечтать о том, чтобы человек мог посетить их с помощью космических аппаратов. Ведь для этого пришлось бы разгонять аппараты почти до скорости света. Хотя законами физики это не запрещено, даже с помощью термоядерных двигателей такие полеты потребовали бы невероятных затрат. Значительно проще, быстрее и дешевле установить с "братьями по разуму" электромагнитную связь: радио или оптическую. Например, с помощью современных радаров, используемых для радиолокации космических аппаратов и планет, можно почти без затрат послать известие другой цивилизации, находящейся в тысячах световых лет от нас. Экономические оценки показывают, что выгоднее всего устанавливать межзвездную связь на волне длиной ок. 10 см. У более коротких волн каждый электромагнитный квант, переносящий единицу информации, имеет большую энергию, а значит, дороже стоит. А на более длинных волнах естественное излучение межзвездной среды Галактики создает такие сильные помехи, что для их преодоления необходимо значительно увеличивать мощность передаваемого сигнала. По этой причине почти все прошлые и нынешние программы по поиску внеземных цивилизаций предпринимались с помощью радиотелескопов. В первой из них, осуществленной в 1960 Национальной радиоастрономической обсерваторией Грин-Бэнк (шт. Зап. Виргиния, США), пытались принять радиосигналы от ближайших к Солнцу звезд. К концу 1970-х годов в Грин-Бэнк было обследовано ок. 700 звезд Галактики. Подобные поиски проводились также в радиообсерваториях Алгонкин (Канада), университета шт. Огайо (США), а также вблизи Москвы и Ниж. Новгорода. Поиск сигналов от ближайших галактик предпринимался с помощью крупнейшего в мире радиотелескопа в Аресибо на о.Пуэрто-Рико. В 1992 начата программа поиска внеземных сигналов, рассчитанная на 10 лет. Поиск ведется на двух уровнях: радиоантенна диаметром 34 м в пустыне Мохаве (шт. Калифорния) проводит систематический обзор всего неба, полоса за полосой, наблюдая одновременно множество звезд, а гигантская антенна диаметром 305 м в Аресибо пытается зафиксировать сигналы от индивидуальных звезд. Если в 1960-1970-е годы поиски проводились лишь на нескольких волнах (21 см, 18 см), то теперь прием сигнала ведется одновременно в множестве узких частотных диапазонов, что значительно увеличивает эффективность поиска. И все же при нынешней радиоастрономической технике есть шанс зафиксировать сигналы только очень близких или очень энергетически мощных цивилизаций. Для увеличения эффективности поиска нужны значительно более крупные радиотелескопы, чувствительные приемники и мощные компьютеры. Такая система - проект "Циклоп" - разработана в НАСА и могла бы быть реализована уже сейчас, но ее стоимость очень высока. Предпринимались также попытки поиска сигналов в оптическом и инфракрасном диапазонах спектра, но и они пока не принесли успеха. В процессе поиска межзвездных сигналов решаются не только радиотехнические проблемы, но и сложнейшие информационные и лингвистические задачи, например, как отличить искусственный сигнал от естественного, как выделить в нем полезную информацию и расшифровать ее смысл, как составить сообщение для иных разумных существ, которые не знают о нас ничего. При этом используются методы кибернетики, криптографии и психологии. Осуществлялась и посылка межзвездных сообщений различного типа. Первыми из них стали таблички на борту межпланетных станций "Пионер-10" и "Пионер-11", стартовавших соответственно в 1972 и 1973 и покинувших Солнечную систему. На этих табличках показано положение Земли в Солнечной системе и Галактике, а также внешний вид человека. Следующим стало радиосообщение, посланное из обсерватории в Аресибо в ноябре 1974 в сторону шарового звездного скопления М 13. В нем содержатся данные о внешности и биохимии человека, о населении Земли и строении Солнечной системы, об уровне нашей техники. Третье послание было отправлено в 1977 на борту межпланетной станции "Вояджер-2", также покинувшей Солнечную систему. Это металлический диск диаметром 30 см, на котором сделана запись по принципу граммофонной пластинки. На нем записаны природные звуки - шум моря и леса, крики животных, а также приветствия людей на разных языках и фрагменты известных музыкальных произведений. Кроме того, методом телевизионной развертки на нем записаны 118 изображений с видами Земли и планет, людей и животных, множество научных данных.

см." alt="РАДИОПОСЛАНИЕ, направленное в 1974 из Аресибо к шаровому скоплению М 13 в созвездии Геркулеса. Слева - картинка, которая получается, если 1679 бит послания расположить в виде 23 столбцов по 73 бит в каждом и по-разному раскрасить сигналы и паузы. Справа - его расшифровка. Каждому числу предшествует метка, обозначающая начало. Если все цифры числа не могут быть выписаны в линию, то оно продолжается в следующей строке. (К сожалению, чтобы прочесть все числа, нужно трижды по-разному ориентировать картинку.) Химическими формулами описаны компоненты молекулы ДНК: фосфатная группа, сахар дезоксирибоза и органические основания - тимин, аденин, гуанин и цитозин. Рост человека и диаметр антенны радиотелескопа указаны в единицах длины волны, на которой велась передача: 12,6 см.">

РАДИОПОСЛАНИЕ, направленное в 1974 из Аресибо к шаровому скоплению М 13 в созвездии Геркулеса. Слева - картинка, которая получается, если 1679 бит послания расположить в виде 23 столбцов по 73 бит в каждом и по-разному раскрасить сигналы и паузы. Справа - его расшифровка. Каждому числу предшествует метка, обозначающая начало. Если все цифры числа не могут быть выписаны в линию, то оно продолжается в следующей строке. (К сожалению, чтобы прочесть все числа, нужно трижды по-разному ориентировать картинку.) Химическими формулами описаны компоненты молекулы ДНК: фосфатная группа, сахар дезоксирибоза и органические основания - тимин, аденин, гуанин и цитозин. Рост человека и диаметр антенны радиотелескопа указаны в единицах длины волны, на которой велась передача: 12,6 см.

ГРАВИРОВАННАЯ ТАБЛИЧКА на борту межпланетной станции "Пионер". Внизу схема Солнечной системы и траектория полета аппарата: от Земли, мимо Юпитера, - к звездам. Фигуры людей показаны на фоне силуэта "Пионера", для масштаба. Звездообразная фигура слева показывает положение Солнечной системы в Галактике относительно 14 радиопульсаров; точный период каждого пульсара записан в двоичном коде вдоль луча, указывающего направление к нему от Солнца. Единицами измерения длины и времени служат характеристики линии излучения атома водорода (схема наверху): длина этой линии 21 см, а частота 1420 МГц. В условиях космического пространства эта табличка сохранится сотни миллионов, а возможно, и миллиарды лет и станет самым долгоживущим произведением человеческих рук.

ЛИТЕРАТУРА

Салливан У. Мы не одни. М., 1967 Проблема поиска внеземных цивилизаций. М., 1981 Голдсмит Д., Оуэн Т. Поиски жизни во Вселенной. М., 1983 Шкловский И.С. Вселенная, жизнь, разум. М., 1987 Гиндилис Л.М., Сатаринов А.С. SETI: 90-е годы. - Земля и Вселенная, № 6, 1995 Троицкий В.С. Внеземные цивилизации и опыт. - В кн.: Астрономия и современная картина мира. М., 1996

Составить слова из слова межзвездная связь

Межзвёздная среда́ - включает разреженное вещество (газ, пыль), электромагнитное излучение, космические лучи, нейтрино и другие виды материи, заполняющей пространство между звёздами в нашей Галактике и других галактиках. Плотность межзвёздной среды 10^-24-10^-26 г/см³.

* * *

МЕЖЗВЕЗДНАЯ СРЕДА - МЕЖЗВЕЗДНАЯ СРЕДА́, включает разреженное вещество (газ, пыль), электромагнитное излучение, космические лучи, нейтрино и др. виды материи, заполняющей пространство между звездами в нашей Галактике и др. галактиках. Плотность межзвездной среды 10^-24-10^-26 г/см³.

Составить слова из слова межзвёздная среда

Пространство между звездами не пустое: оно заполнено межзвездным газом с примесью микроскопических твердых частичек, которые называют пылью. Межзвездного газа особенно много вблизи галактической плоскости. Почти весь он сосредоточен в слое толщиной 600 св. лет и диаметром 100 000 св. лет (именно таков диаметр диска Галактики). В этом тонком слое газ распределен не однородно, а концентрируется в спиральных рукавах Галактики. Вообще-то это очень разреженный газ: примерно 1 ат/см3 по меркам земных лабораторий - высочайший вакуум. Но поскольку размер Галактики огромен, в ней набирается около 8 млрд. солнечных масс межзвездного газа. Это около 5% от полной массы Галактики. В составе межзвездного газа около 67% водорода, 28% гелия и лишь около 5% массы приходится на все остальные элементы, наиболее обильные среди которых - кислород, углерод и азот. Твердые частицы космической пыли имеют размер порядка 0,1-1 мкм. Вероятно, у них железо-силикатное или графитовое ядрышко, покрытое ледяной "шубой" из легких элементов. Хотя по массе космическая пыль составляет всего около 1% межзвездного вещества, это очень важный его компонент. Пылинки прекрасно поглощают звездный свет и преобразуют его в инфракрасное излучение, играя важную роль в тепловом балансе межзвездной среды. Графитовые и силикатные ядрышки пылинок, вероятно, образуются в относительно прохладных атмосферах звезд-гигантов и выбрасываются затем в межзвездное пространство, где остывают и покрываются шубой из летучих элементов. Особенно эффектно межзвездный газ представлен в эмиссионных туманностях, наиболее известная из которых Большая туманность в Мече Ориона видима даже невооруженным глазом и очень красива при наблюдении в бинокль или небольшой телескоп. В эмиссионных туманностях плотность газа значительно выше, чем в окружающем пространстве, и составляет тысячи атомов в кубическом сантиметре. Поскольку диаметры некоторых туманностей достигают 100 св. лет, полная масса газа в каждой 50 000 солнечных масс и более.

См. также ТУМАННОСТИ.

БОЛЬШАЯ ТУМАННОСТЬ ОРИОНА. В ней виден не только диффузный излучающий газ, но и темные области холодного вещества, поглощающего свет.

Эмиссионные туманности светятся потому, что внутри них или рядом с ними есть горячие голубые звезды-сверхгиганты. Они испускают много ультрафиолетового (УФ) излучения, которое поглощается межзвездными атомами водорода и ионизует их, т.е. разрывает в них связи между электронами и ядрами атомов - протонами. Через некоторое время под действием взаимного притяжения электроны с протонами вновь объединяются в нейтральные атомы, излучая при этом электромагнитные кванты. Но обычно электрон не сразу попадает на нижний энергетический уровень атома, а задерживается на нескольких промежуточных и каждый раз при переходе между ними излучает фотон. Таким образом один ультрафиолетовый фотон "дробится" на несколько оптических.

См. также АТОМ. Между плотными и яркими эмиссионными туманностями находится разреженный газ, обнаружить который гораздо сложнее. Он был открыт в 1904 И.Гартманом, заметившим линии поглощения этого газа в спектрах далеких звезд. Иногда одна спектральная линия расщепляется на несколько, очевидно, за счет эффекта Доплера, указывая этим, что мы видим звезду сквозь несколько межзвездных облаков, каждое из которых движется со своей скоростью.

ТУМАННОСТИ ЛАГУНА И ТРОЙНАЯ (или Трехраздельная) в Стрельце - это облака горячего газа с темными прожилками поглощающей свет пыли.

Далеко не все атомы и молекулы межзвездного газа имеют спектральные линии в оптическом диапазоне; линии многих элементов лежат в ультрафиолетовой области. Поэтому внеатмосферные наблюдения оказались очень ценными. Наблюдения с геофизической ракеты в 1970 позволили открыть молекулярный водород - главную молекулу межзвездной среды. Ультрафиолетовый телескоп на спутнике "Коперник" (1972) получил множество звездных спектров с линиями поглощения молекулы H2 и более сложных элементов, включая углерод, азот, кислород, кремний, фосфор, аргон и железо, а также тяжелый изотоп водорода - дейтерий. Вначале знания о межзвездной среде развивались благодаря фотографии и спектроскопии. Но затем было открыто космическое радиоизлучение, которое принесло много новых сведений о межзвездном газе. Атомы нейтрального водорода излучают на строго определенной волне длиной 21,1 см. В диапазоне от 1 до 50 см излучение образуется при взаимодействии свободных электронов с протонами, доказывая этим существование ионизованного газа, а в диапазоне 10-30 м облака ионизованного газа, напротив, сильно поглощают излучение источников, находящихся за ними. Радиоастрономические наблюдения позволили обнаружить в межзвездном пространстве довольно сложные молекулы: гидроксил OH; пары воды H2O и аммиака NH3; формальдегид H2CO; окись углерода CO; метанол (древесный спирт) CH3OH; муравьиную кислоту HCOOH; этиловый (винный) спирт CH3CH2OH и еще десятки других, даже более сложных молекул. Все они найдены в плотных и холодных пылевых облаках, защищающих хрупкие молекулы от разрушающего влияния ультрафиолетового излучения горячих звезд. Вероятно, поверхность холодных (7 K, или -266° C) пылинок служит как раз тем местом, где образуются сложные молекулы из налипших на пылинку отдельных атомов. Чем плотнее и массивнее облако, тем большее разнообразие молекул в нем обнаруживается. К сожалению, очень трудно зарегистрировать молекулу H2, у которой нет линий в радиодиапазоне. Но косвенные признаки доказывают, что это самая распространенная молекула; темные облака более чем на половину по массе состоят из молекулярного водорода.

См. также РАДИОАСТРОНОМИЯ.

ТУМАННОСТЬ КОНСКАЯ ГОЛОВА в Орионе. На фоне яркой туманности заметно холодное темное облако, отросток которого имеет форму конской головы.

Кроме холодного газа облаков и более горячего межоблачного газа, межзвездное пространство заполнено также немногочисленными, но очень энергичными частицами "космических лучей" - электронами, протонами и ядрами некоторых элементов, движущимися почти со скоростью света. Их источником служат взрывы сверхновых звезд. Некоторые из этих частиц достигают поверхности Земли и являются единственными представителями межзвездного вещества, которые удается регистрировать приборами. Но об их наличии в космосе можно судить и косвенно - по характерному излучению. Дело в том, что космическое пространство пронизано слабым магнитным полем. Заряженные частицы, двигаясь в магнитном поле, отклоняются от прямых траекторий под действием силы Лоренца. Их траектории становятся спиралеобразными, а любое колебательное движение заряженных частиц, как известно, приводит к излучению электромагнитных волн. Особенно эффективно излучают легкие электроны, на движение которых сильно влияет межзвездное магнитное поле. Это излучение было названо синхротронным, поскольку в физических лабораториях оно тоже наблюдается, когда электроны разгоняют в магнитных полях специальных приборов - синхротронов. Радиотелескопы принимают синхротронное излучение от всех областей Млечного Пути и от других галактик. Это доказывает наличие там магнитных полей и космических лучей. Синхротронное излучение заметно усилено в спиральных рукавах галактик, где больше плотность межзвездной среды, интенсивнее магнитное поле и чаще происходят взрывы сверхновых - источники космических лучей. Характерной особенностью синхротронного излучения служит его сильная поляризация, связанная с направлением магнитного поля и помогающая определять его. Вернемся к космической пыли, которая, хотя и составляет малую часть межзвездного вещества, полностью определяет внешний вид Млечного Пути. В безлунную ночь хорошо виден Большой Провал, протянувшийся темной полосой от Креста Лебедя, мимо Альтаира к сияющим звездным массам в Стрельце и Скорпионе. Подобную темную область вблизи Южного Креста называют Угольный Мешок. Эти темные провалы связаны с близкими пылевыми облаками, закрывающими лежащие позади них яркие области Млечного Пути. Тонкие детали пылевых облаков хорошо заметны на фоне эмиссионных туманностей.

св. лет удалено от нас на 400 св. лет." alt="ТЕМНОЕ ОБЛАКО Угольный Мешок поглощает свет лежащей за ним яркой области в южной части Млечного Пути. Это облако межзвездного газа и пыли диаметром 40 св. лет удалено от нас на 400 св. лет.">

ТЕМНОЕ ОБЛАКО Угольный Мешок поглощает свет лежащей за ним яркой области в южной части Млечного Пути. Это облако межзвездного газа и пыли диаметром 40 св. лет удалено от нас на 400 св. лет.

Расстояния до темных облаков и их плотность определялись раньше путем подсчета звезд разного блеска, видимых на фоне облака и рядом с ним. Ясно, что чем ближе к нам и плотнее облако, тем меньше звезд видно на его фоне, поскольку все лежащие за ним звезды не видны. В последнее время расстояние и физические параметры облаков точнее измеряют по их радиоизлучению. Например, расстояние до Угольного Мешка 570 св. лет, его масса около 5000 солнечных масс, а пыли там ок. 50 масс Солнца. Иногда вблизи холодных облаков располагаются яркие звезды. Тогда их свет рассеивается на пылинках и мы видим "отражательную туманность". Изучая отраженный или прошедший сквозь облако свет звезд, можно многое узнать о частицах пыли. Например, поляризация света говорит о вытянутой форме пылинок, которые приобретают определенную ориентацию под действием межзвездного магнитного поля, и облако в целом действует как поляроид.

Формирование звезд. Астрономы долго не могли понять, где формируются звезды. Оказалось, что звезды зарождаются в недрах холодных плотных облаков, и наблюдать этот процесс очень сложно. Ближайшие к нам области звездообразования - это темные облака в Тельце и Змееносце. Подальше расположен огромный комплекс облаков в Орионе, где формируется много звезд, в том числе массивных и очень горячих. Именно их излучением нагрета часть одного из облаков, которую мы видим как Большую туманность Ориона. Формирование звезд может происходить не только в крупных облаках, но и в сравнительно небольших, но плотных. Их называют глобулами. Они видны на фоне неба как компактные и абсолютно непрозрачные объекты. Их типичный размер - от десятых долей до нескольких св. лет, масса - десятки и сотни масс Солнца. Температура газа в них всего несколько кельвинов. В Галактике не менее 25 000 глобул. В некоторых заметны признаки рождения звезд. В целом причины формирования звезд понятны. Пыль во внешних слоях облака задерживает свет звезд, расположенных снаружи; поэтому облако оказывается лишенным внешнего подогрева. Но пыль внутри облака испускает инфракрасное излучение, которое беспрепятственно уходит, унося энергию. В результате облако остывает, давление газа в нем падает, и оно уже не может сопротивляться взаимному притяжению своих частей - происходит сжатие. Быстрее всего сжимаются наиболее плотные части облака: они первыми остывают, в них сильнее гравитация; там и образуются звезды. Формирующиеся и очень молодые звезды часто окружены пылевой оболочкой - остатками вещества, не успевшими еще упасть на звезду. Эта оболочка не выпускает изнутри звездный свет и полностью преобразует его в инфракрасное излучение. Поэтому самые молодые звезды обычно проявляют себя лишь как инфракрасные источники. Однако в деталях процесс формирования звезд очень сложен и не до конца еще изучен. Известны галактики, богатые межзвездным веществом, но почти лишенные молодых звезд. В других системах формирование звезд происходит так интенсивно, что напоминает взрыв. Существуют какие-то причины, стимулирующие звездообразование или, напротив, приглушающие его.

См. также

МЛЕЧНЫЙ ПУТЬ;

ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС.

ЛИТЕРАТУРА

Аллер Л. Атомы, звезды и туманности. М., 1976 Бок Б., Бок П. Млечный Путь. М., 1978 Каплан С.А., Пикельнер С.Б. Физика межзвездной среды. М., 1979 Спитцер Л. Пространство между звездами. М., 1986 Бочкарев Н.Г. Основы физики межзвездной среды. М., 1992 Сурдин В.Г. Рождение звезд. М., 1997

Составить слова из слова межзвездное вещество