-
Title:
Мы состоим из звёздного вещества | Джоселин Белл Бернелл | TEDxVienna
-
Description:
Джоселин Белл Бернелл работает приглашённым профессором в Оксфорде (Великобритания). Будучи аспирантом в области радиоастрономии в Кембридже, она случайно открыла пульсары. Так возникла новая область астрофизики, за что научный руководитель Джоселин получил Нобелевскую премию. Впоследствии она занимала различные должности, работая в различных областях астрономии и совмещая работу с заботой о семье. Она придаёт большое значение тому, чтобы больше женщин занималось наукой. В свободное время она занимается садом, слушает хоровую музыку, собирает поэзию на астрономические темы и активно участвует в деятельности общества Квакеров.
Это выступление записано на мероприятии TEDx, независимо организованном местным сообществом с использованием формата конференций TED. Узнайте больше на http://ted.com/tedx
-
У меня есть небольшая проблема,
но конференция продолжается.
¶
-
Моя кровь красная.
-
В Вене тоже кровь красная?
-
(Смех)
-
Подозреваю, что да.
-
Почему кровь красная?
-
Кто-нибудь знает?
Вы можете сказать мне, почему?
-
(Аудитория) Это железо.
-
Да, это железо.
-
Это железо в гемоглобине,
в крови, циркулирующей в нас,
-
это оно делает кровь красной.
-
Железо — это один из химических элементов,
-
и я поговорю о нём прямо сейчас.
-
Но только сперва...
-
(Смех)
-
...томатный кетчуп.
-
Мы услышим ещё о томатах позже.
-
(Смех) (Аплодисменты)
-
Давайте вернёмся
к химическим элементам и железу.
-
Железо действительно является
одним из химических элементов,
-
и, даже если вы не химик, вы, наверно,
знаете некоторые другие элементы.
-
Ответ одного студента на экзамене:
-
[H2O — это горячая вода,
а CO2 — это холодная вода.]
-
(Смех)
-
Итак, знаете ли вы, что такое H2O?
-
(Аудитория) Вода.
Джоселин Бернелл: Вода. А CO2?
-
(Аудитория) Углекислый газ.
ДжБ: Углекислый газ.
-
Итак, у нас тут
ещё три химических элемента:
-
водород, кислород и углерод.
-
Поскольку мы заговорили
об экзаменационных вопросах для студентов,
-
вот ещё один о воде:
-
вода состоит из двух родов...
-
[Вода состоит из двух родов,
кислорода и водорода.]
-
[Кислород — это кислый род,
водород — это вода и род.]
-
(Смех)
-
Эти ответы были даны
в Соединённых Штатах Америки, но...
-
(Смех) (Аплодисменты)
-
Там появляются
самые разные потрясающие вещи,
-
претворяемые потом в жизнь.
-
Возможно, некоторые из вас
помнят таблицу вроде этой —
-
вы могли видеть её
в химической лаборатории.
-
Её можно увидеть и в других местах,
-
в наше время даже на чайных полотенцах,
кружках, сумках, ручках.
-
Это расположенные в виде таблицы
-
более 100 известных нам
химических элементов.
-
У нас в Оксфорде
-
её можно увидеть также
на такси и автобусах —
-
но это Оксфорд.
-
(Смех)
-
В нашем теле, в циркулирующей в нас крови,
есть, конечно же, железо.
-
Есть также и водород, и кислород,
поскольку мы на две трети состоим из воды.
-
В наших тканях есть углерод,
а в костях — кальций.
-
Я буду обсуждать в основном железо,
потому что моё выступление будет коротким.
-
Откуда же берётся железо
и эти остальные элементы?
-
Как оно попадает в наши тела?
-
Его почти нет в воздухе.
-
Оно попадает к нам через то,
что мы едим — растения и животных.
-
Как попадает железо в растения и животных?
-
Из земли.
-
Как оно попало в землю?
-
Где оно было до этого?
-
Я расскажу вам о том,
-
как звёзды создали химические элементы,
-
главные составляющие жизни —
кислород, углерод, кальций, железо.
-
Основное внимание я уделю железу.
-
Звёзды образуются
в тёмных уголках галактики,
-
в тёмных областях.
-
Частицы газа и пыли кружатся
-
и случайно образуют сгусток.
-
Его гравитация увеличивается,
и к нему притягиваются другие частицы,
-
гравитация возрастает,
притягивается ещё больше частиц.
-
За несколько миллионов лет
-
этот маленький сгусток вырастает
и становится полноценной звездой.
-
Когда температура посередине этого сгустка
-
достигает примерно 10 миллионов градусов,
-
начинается ядерная реакция,
-
а именно, ядерная реакция
превращения водорода в гелий.
-
При этом выделяется энергия, и она
выходит со светом, излучаемым звездой.
-
Это происходит в нашем Солнце:
-
в нём ежесекундно сжигается
около 600 миллионов тонн водорода.
-
Это происходит уже
в течение пяти миллиардов лет.
-
Это будет происходить
ещё пять миллиардов лет.
-
Вскоре после того это прекратится,
но это неважно для моего рассказа.
-
(Смех)
-
Мы обратим своё внимание
на очень малое подмножество звёзд —
-
на исключительно массивные звёзды,
-
размер которых превышает
размер нашего Солнца в 10, 20, 30 раз.
-
Возможно, вы знаете примеры таких звёзд:
-
Плеяды — в зимнем небе
они находятся около созвездия Орион,
-
а также Бетельгейзе —
-
это красноватая звезда
наверху слева в созвездии Орион.
-
Эти большие звёзды
вначале превращают водород в гелий,
-
а затем гелий в углерод,
-
и двигаются по периодической таблице,
-
пока в центре их ядра
не образуется железо.
-
Во Вселенной железо
появляется впервые именно там —
-
в ядрах некоторых звёзд.
-
Для нас нет особой пользы в том,
что оно находится в ядрах звёзд.
-
Но на помощь приходит
драматическая смерть звезды.
-
Вот пара фотографий: «до» и «после».
-
Этот объект виден в южном полушарии —
-
он называется
Большим Магеллановым Облаком.
-
Это маленькая галактика,
находящаяся вне нашей, но довольно близко.
-
Наверху слева мы видим газ,
излучающий свет,
-
довольно большое количество
розового газообразного водорода,
-
миллионы звёздочек.
-
Одна из них, внизу справа,
отмечена стрелкой.
-
Для тех из вас,
кто не является астрофизиками,
-
стрелка добавлена после фотографирования.
-
(Смех)
-
Но эта не привлекающая внимания звезда,
выделенная нами при помощи стрелки,
-
становится вот такой,
-
и вам не нужна стрелка,
чтобы увидеть этот объект внизу справа.
-
Эта звезда катастрофично взорвалась.
-
Она была одной из больших звёзд,
-
таких, какие есть в созвездии Плеяды,
или Бетельгейзе.
-
Она прошла весь путь превращений
различных химических элементов.
-
У неё образовался ряд оболочек
с железом посередине,
-
а другими элементами поверх него,
-
и она взорвалась.
-
Физика этого взрыва довольно сложная,
-
и я не буду обсуждать её в деталях,
-
но этот взрыв катастрофичен.
-
Мы считали раньше,
что он приводит к полной катастрофе.
-
Теперь мы знаем, что пульсары,
упомянутые Владом в его введении,
-
образуются из ядер
этих взрывающихся звёзд.
-
Но 95% звёздного вещества
выбрасывается в пространство,
-
что означает, что по всему пространству
распространяются
-
полезные химические элементы,
находившиеся внутри звезды:
-
кислород, кальций, углерод, железо
-
становятся доступными
-
благодаря катастрофическому
терминальному взрыву
-
именно этой звезды.
-
Как они попадают оттуда к нам —
довольно долгая история,
-
и я собираюсь показать это
при помощи жестикуляции.
-
Вы, наверно, знаете в какой-то степени,
-
что у профессоров физики
немного сомнительная репутация.
-
(Смех)
-
Женщины — полные сумасбродки!
-
На мне это сейчас подтвердится!
-
(Аплодисменты)
-
Итак, эта сцена — Млечный Путь,
-
наша Галактика,
-
и эта история включает в себя
весь Млечный Путь.
-
Вот здесь в Млечном Пути
находится одно из тёмных облаков,
-
в которых иногда рождаются звёзды,
-
кружатся частицы газа, молекулы, пыль.
-
Случайно здесь появился маленький сгусток.
-
У него есть дополнительная гравитация,
притягивающая новые частницы пыли и газа,
-
масса увеличивается,
увеличивается и гравитация,
-
притягиваются новые частицы.
-
Короче говоря, это будет
одна из очень массивных звёзд,
-
иначе нам пришлось бы
слишком долго ждать здесь.
-
Итак, он постепенно
увеличивается в размерах.
-
Когда он вырастает настолько,
-
что температура посередине
достигает 10 миллионов градусов,
-
в нём начинается цепочка ядерных реакций
-
и он горит, превращая водород в гелий.
-
Брр!
-
Потом в ядре остаётся
совсем мало водорода.
-
Поэтому он начинает
превращать гелий в углерод.
-
Брр!
-
Это длится недолго.
-
Потом в ядре остаётся совсем мало гелия,
-
поэтому он превращает
углерод в кислород, кислород...
-
Брр! Брр! Брр! Брр!
-
Бум!
-
(Смех)
-
Многие миллионы тонн вещества, газа,
-
распространяются с этого места взрыва
-
в какой-то части нашего Млечного Пути.
-
Они проникают, медленно,
-
но перед нами вечность, спешки нет.
-
(Смех)
-
Они могут путешествовать,
-
и они путешествуют постепенно
во всех направлениях,
-
но нас интересует вот это.
-
Часть попадает сюда,
-
где находится другое тёмное облако
-
с кружащимися частицами газа и пыли.
-
Часть вещества от того удалённого взрыва
-
попадает сюда,
-
и в этом веществе
много углерода и кальция,
-
а также железа и кислорода, и так далее.
-
Оно становится частью этого облака,
-
и случайно образуется маленький сгусток,
он получает дополнительную гравитацию,
-
притягивает и другие частицы,
-
его масса увеличивается,
увеличивается и гравитация,
-
притягиваются и другие частицы,
-
его масса увеличивается,
увеличивается и гравитация,
-
и в течение миллиона лет, 10 миллионов лет
-
он всё продолжает увеличиваться.
-
Прошу позволить мне сказать опять,
-
что он также станет
одной из тех больших звёзд.
-
Иначе нам пришлось бы
провести здесь всю ночь.
-
Итак, это большая звезда растёт,
-
начинаются ядерные реакции
и она горит, превращая водород в гелий.
-
Брр!
-
Кончается водород, сгорает гелий. Брр!
-
Кончается гелий, сгорает углерод.
-
Брр! Брр! Брр! Брр! Бум!
-
(Смех)
-
Теперь вы знаете, что происходит дальше.
-
Многие миллионы тонн вещества, газа,
распространяются с этого места взрыва,
-
и часть из них попадает сюда,
-
в другую тёмную часть Галактики —
Млечного Пути —
-
где начинает образовываться звезда.
-
Вещество, приходящее оттуда,
-
содержит вдвое больше углерода,
кальция и железа, и так далее,
-
потому что к веществу,
произведённому той звездой,
-
добавляется вещество от этой звезды.
-
Итак, то, что поступает сюда,
содержит вдвое больше углерода,
-
кальция, железа и так далее.
-
А в этом облаке образуется звезда,
которая называется Солнцем,
-
и она состоит из вещества,
-
находившегося в этой области Галактики,
-
плюс вещества, пришедшего от той звезды,
-
плюс вещества, пришедшего прямиком оттуда,
-
и, может быть, ещё от каких-нибудь
взрывающихся звёзд.
-
Наше Солнце — звезда третьего поколения.
-
Наша звезда образовалась поздно,
-
и без неё
-
нас не было бы здесь.
-
Мы можем существовать
только около молодой звезды,
-
обогащённой предыдущими
солнечными циклами.
-
Итак, образуется Солнце,
-
часть вещества остаётся.
-
Вы, наверно, видели
изображения планеты Сатурн
-
с кольцами вокруг неё.
-
Это гигантская версия такой ситуации.
-
Итак, образуется Солнце
-
и гигантское кольцо частиц вокруг него.
-
Давайте займёмся
этими вращающимися частицами,
-
Маленькие сгустки случайно сталкиваются
с другими сгустками,
-
они вращаются и сталкиваются
с другими сгустками
-
и вращаются вместе.
-
В конце концов получаются планеты,
-
а то, что осталось от кольца, исчезает.
-
Планеты состоят
из того же вещества, что и Солнце,
-
состоящего, как вы помните,
из вещества, которое было здесь,
-
плюс вещества оттуда и вещества оттуда.
-
Образуется восемь планет,
-
Плутон не считается.
-
(Смех)
-
Плутон был захвачен позже.
-
Можно считать Плутон
приёмным ребёнком, если хотите.
-
Остальные — дети от рождения.
-
Итак, эти планеты состоят по существу
из того же вещества, что и Солнце,
-
состоящее из вещества,
которое было здесь,
-
плюс частиц от взрывающихся звёзд
со всей нашей Галактики.
-
Мы не можем сказать, от каких конкретно.
-
И от той, и от этой, и от той,
-
и от той, и от той, и от той —
-
с удвоенным содержанием всех этих
полезных химических элементов.
-
Планеты состоят
из того же самого вещества.
-
Разница состоит в том,
-
что планеты, находящиеся
близко к Солнцу, нагреваются
-
и вещества, испаряющиеся легче,
уже выпарились.
-
У более далёких планет
первоначальный состав сохраняется лучше.
-
Вот что произошло в общих чертах.
-
Так что мы, питающиеся
растениями и животными,
-
поглощающими элементы из земли,
-
состоим из того же вещества, что и земля,
-
а земля состоит
из того же вещества, что и Солнце,
-
которое состоит из веществ
остальной части Галактики.
-
Так что железо возникло
в тех самых очень массивных звёздах,
-
в которых произошло
множество ядерных реакций.
-
Это железо стало нам доступным
-
благодаря катастрофическим смертям
этих больших звёзд.
-
Тут сочетаются уже жизнь и смерть.
-
Если бы не было этих звёзд,
в частности, погибших,
-
нас бы здесь не было.
-
В конечном счёте, мы в большой степени
-
являемся детьми звёзд,
-
до такой степени, что можно сказать,
-
что мы — звёзды.
-
Спасибо.
-
(Аплодисменты)
