Судьба галактик в стационарной Вселенной.

[signing_kettle]

С черными дырами дело обстоит просто – согласно Хоукингу они с течением времени как бы «испаряются».

Точнее Хоукинг предложил возможный сценарий медленного испарения ЧД. Медленного в том смысле, что его время на порядки больше принятого теперь возраста Вселенной.

[Kostyrko]

На звездообразование (http://www.astronet.ru/db/msg/1188771) в Галактике указывает присутствие массивных и горячих (молодых) звезд во внутренних кромках галактических спиральных рукавов (где концентрация газа и пыли повышена). В процессе эволюции звезд (http://www.astronet.ru/db/msg/1188340) легкие элементы выгорают. То есть, мертвые звезды должны содержать избыток тяжелых элементов по сравнению с газопылевыми облаками.
Отсюда можно заключить, что спектр возрождающейся в глобуле звезды должен отличаться от спектра звезды, образующейся вне глобулы в газопылевом облаке. Правда, по факту различия этих спектров еще нельзя судить о наличии либо отсутствии в глобуле возрождающейся звезды. Глобула может такой звезды и не содержать, и наоборот – мертвая звезда в результате своего пекулярного движения может оказаться в газопылевом облаке.

Но все-таки, различаются ли по содержанию тяжелых элементов звезды, рождающиеся в глобулах, и звезды, образующиеся вне глобул?

[Дмитрий Вибе]

Вы в своих фантазиях настолько некорректно используете терминологию, что отвечать на Ваши вопросы практически невозможно.

[ivanij]

С черными дырами дело обстоит просто – согласно Хоукингу они с течением времени как бы «испаряются».

Точнее Хоукинг предложил возможный сценарий медленного испарения ЧД. Медленного в том смысле, что его время на порядки больше принятого теперь возраста Вселенной.

  Процесс испарения "чёрных дыр" - процесс вероятностный, вроде демона Максвелла (или дактильного парадокса). Если разделим пополам сосуд то вероятность того, что частицы из одной половины перетекут в другую ничтожно мала, но не равна нулю. Так же и в "чёрной дыре". Вероятность того, что найдётся частица, способная преодолеть горизонт событий исчезающе мала, но нулю также не равна. Поэтому и происходит (или может происходить) постепенное испарение ЧД. Так ли это? (считайте это вопросом).

[Kostyrko]

Большинство галактик образуют гравитационно-связанные системы – скопления и сверхскопления галактик (http://www.astronet.ru/db/msg/1188660). В процессе эволюции галактик происходит круговорот вещества: межзвездный газ –> звезды –> межзвездный газ, приводящий к постепенному увеличению содержания тяжелых элементов в межзвездном газе и звездах и уменьшению количества межзвездного газа в каждой из галактик (http://www.astronet.ru/db/msg/1188408). Кроме того, межгалактический газ выметается к периферии скоплений галактик благодаря взрывам сверхновых, звездному ветру и давлению излучения. В таком случае со временем в скоплении звездообразование прекратится, а скопление превратится в область с практически полным отсутствием излучающей материи – войд [Крупномасштабная структура Вселенной – Википедия].
Однако, в умершем скоплении происходят, по крайней мере, следующие эволюционные процессы. Звезды испаряются из галактик (http://www.astronet.ru/db/msg/1188763) и рассеиваются в межгалактическом пространстве. Так, для галактики за характерное время 10^14 лет испаряется примерно 0,007 звезд. Космические лучи  (http://www.astronet.ru/db/msg/1188363) разрушают тяжелые элементы и образуют легкие. Из периферии войда поступает накопившийся ранее межгалактический газ. Эти процессы способствуют зарождению новых галактик, образующих новые скопления. В результате войд будет потихоньку оживать, а Вселенная, сохраняя ячеистую структуру, – перестраиваться.
Такой сценарий выглядит вполне жизнеспособным, и не противоречащим наблюдениям, среди которых: ячеистая структура Вселенной; наибольшая структура – скопление (сверхскопление) галактик; размеры войдов и скоплений галактик одного порядка – десятки Мпк.
Важным следствием описанного механизма эволюции галактик является то, что средняя плотность вещества войдов примерно равна средней плотности вещества скоплений галактик.

А каково наблюдаемое соотношение суммарных объемов войдов и скоплений галактик во Вселенной?

[farvam]

Звезды испаряются из галактик (http://www.astronet.ru/db/msg/1188763) и рассеиваются в межгалактическом пространстве. Так, для галактики за характерное время 10^14 лет испаряется примерно 0,007 звезд. Космические лучи  (http://www.astronet.ru/db/msg/1188363) разрушают тяжелые элементы и образуют легкие.

  Может Ваше построение и выглядит логичным. Но оно совершенно неубедительно ввиду крайне низких темпов некоторых ветвей предложенной эволюции. Неужели Вы серьезно считаете космические лучи достаточно эффективным регенератором вещества?

[ivanij]

  Но там речь идёт об аналогиях, когда отдельную звезду можно рассматривать как частицу аналогичную частице газа. Следует. видимо, различать эволюцию звезды как отдельного объекта и эволюцию системы звёзд (галактики или скопления) в которой между компонентами существует гравитационное взаимодействие. Вследствие такого взаимодействия отдельные звёзды могут "вылетать" из системы, когда получать достаточную для того скорость. Это ув.Kostyrko в третьей вашей ссылке и называется "испарением". Однако, говоря об испарении "чёрной дыры", Стивен Хокинг имел в виду, если не ошибаюсь, что-то другое.

[Дмитрий Вибе]

Это вы называете "испарением"?

Да, термин "испарение" часто используется в этом смысле.

Но оно совершенно неубедительно ввиду крайне низких темпов некоторых ветвей предложенной эволюции. Неужели Вы серьезно считаете космические лучи достаточно эффективным регенератором вещества?

Тут проблема не только в этом. Реакции скалывания, о которых пишет Kostyrko, происходят в межзвездной среде. Чтобы они полностью регенерировали (омолаживали) вещество, его нужно полностью вернуть из компактных объектов. То есть, необходимо полностью разрушить и развеять по миру все белые (черные) карлики и нейтронные звезды. Это раз. Далее, Kostyrko, по-видимому, рассматривает космические лучи как отдельную и вечную сущность. Однако они представляют собою неотъемлемый компонент всего комплекса процессов звездной эволюции. Сейчас считается, что основным фактором ускорения космических лучей (умеренных энергий) являются вспышки сверхновых. То есть, тяжелые элементы и космические лучи рождаются в одних и тех же событиях. Вопрос о том, хватит ли всех космических лучей на разрушение всех ядер тяжелых элементов, одним созерцанием не решить. Это два. Даже при наличии (допустим) бесконечного источника космических лучей и полного попадания всех тяжелых элементов в межзвездную (межгалактическую) среду нельзя забывать и об аргументе farvam: в стационарной Вселенной разрушение тяжелых элементов космическими лучами должно идти не медленнее (и не быстрее) синтеза этих тяжелых элементов.

[ivanij]

Да, термин "испарение" часто используется в этом смысле.

  Я понял, когда ещё раз прочитал ссылку и потом исправил эту фразу. Когда-то я читал об этом популярные книги. Более того, даже в эпоху "до компьютерной графики" приходилось видеть эффектные картины моделирования динамически процессов в галактиках. С вращением, зарождением и рассеиванием спиральных рукавов. Как-то в планетарии показывали.
 Однако, меня в данном случае (я имею в виду испарение) интересует процесс постепенного исчезновения чёрной двры в результате рассеивания, как случайного процесса, очень очень медленного (соизмеримого с возрастом Вселенной), но, тем не менее, реального. Возможно ли такое?

[Kostyrko]

В вечной Вселенной космические лучи способны «перемолоть» вещество любого скопления галактик, т. к. в космических лучах преобладают протоны, а протон, если и нестабилен, то имеет время жизни более 10^30 лет. Однако такому сценарию препятствуют регенерационные процессы, компенсирующие процессы деструктивные.
Эволюция мертвых нейтронных звезд имеет свою специфику. Время жизни свободного нейтрона примерно 15 мин., поэтому, стоит нейтрону уйти с поверхности нейтронной звезды, и минуты его сочтены. А, распадаясь, протон, как известно, образует ядро водорода и электрон. Что же касается таких объектов, как белые карлики, то их нельзя считать мертвыми звездами, поскольку они все еще интенсивно излучают.
Мертвая звезда, как представляется, не обязательно должна состоять сплошь из тяжелых элементов. Но такая звезда содержит радиоактивные элементы, которые распадаются и образуют цепочки дальнейшего распада. Все галактики скопления вряд ли умирают одновременно (может быть, наблюдаемые галактики с низкой поверхностной яркостью являются умирающими?), и активные соседние галактики своими космическими лучами способствуют распаду тяжелых элементов мертвых галактик.
Вечную Вселенную легко представить самоорганизующейся следующим образом.
В активном скоплении преобладают реакции синтеза, образуются тяжелые элементы, легкие элементы выгорают. Скопление является источником э. - м. излучения. Газ из галактик выметается в межгалактическую среду и к периферии скопления. Синтез элементов превалирует над разрушением.
Далее запасы горючего истощаются. (Но не все запасы, а лишь необходимые для горения звезд! Возможно, в звезды попала незначительная часть газа, а основная его часть все-таки находится в межгалактическом пространстве и на периферии скопления.) Скопление практически перестает излучать и превращается в войд. Разрушение элементов начинает превалировать над синтезом.
Затем, по мере накопления достаточного количества газа, поступающего из межгалактического пространства и периферии скопления, а также образованного из тяжелых элементов, войд будет оживать. Причем, вероятнее всего войд будет оживать с периферии, где газа накоплено больше и этот газ «подталкивается» к середине войда излучением и взрывами в соседних галактиках. Синтез элементов вновь начинает превалировать над разрушением.
Продолжительность каждого этапа может в большей или меньшей степени зависеть от скорости преобразования тяжелых элементов в легкие, однако не видно причин прерывания цикла (воз)рождение – жизнь – смерть – (воз)рождение для скопления галактик. При описанном развитии событий распространенность (обилие) химических элементов в вечной Вселенной остается постоянным.

[Дмитрий Вибе]

Тема закрыта. Художественная литература в тематику форума не входит.