Буду знакомить с наукой.
Глядя на ночное небо, завораживает зрелище мерцающих звезд. Звезды излучают ослепительный свет, подобный яркому свету, который никогда не погаснет. Когда вспыхивает сверхновая, она высвобождает огромную энергию, способную уничтожить небо и землю в одно мгновение, а галактика подобна огромному волчку, вращающемуся без остановки.
Все это — чудесное проявление космической энергии! Откуда берется космическая энергия, в какой форме она существует и куда в конечном итоге уходит? Сегодня мы будем популяризировать эту научную проблему.
Источник космической энергии.
Начальная энергия Большого взрыва.
Теория Большого взрыва — это гипотеза о происхождении Вселенной, которая в настоящее время широко признана научным сообществом. Представьте себе, что в первый момент вся вселенная была сжата в очень маленькую сингулярность, где были невообразимо высокая температура и высокая плотность. Затем в этой сингулярности произошел сокрушительный взрыв. В тот момент это было похоже на открытие энергетического «ящика Пандоры», высвобождение неизмеримого количества энергии в больших масштабах, таким образом приоткрывая занавес над долгой эволюцией Вселенной.
Что касается того, как материя и энергия собираются в сингулярности и что нарушает равновесие и вызывает взрыв, то это все еще скрыто в тумане науки. Один из видов спекуляций заключается в том, что квантовые взлеты и падения, кажущиеся случайными энергетические взлеты и падения в микроскопическом мире, могли накапливаться в сингулярности до такой степени, что этого оказалось достаточно, чтобы нарушить первоначальный чрезвычайно стабильный, но ненадежный баланс, а затем спровоцировать большой взрыв творения. Хотя многие детали еще не ясны, нельзя отрицать, что этот первоначальный всплеск энергии действительно заложил «краеугольный камень» энергии для последующего развития Вселенной.
Энергия, генерируемая в результате преобразования материала.
Ядерный синтез внутри звезды.
Звезды подобны «энергетическим фабрикам» во Вселенной, и в их ядре постоянно происходят волшебные реакции ядерного синтеза. Возьмем в качестве примера процесс синтеза водорода в гелий: в условиях чрезвычайно высокой температуры и давления внутри звезды ядра водорода преодолевают силу отталкивания своего заряда, сталкиваются друг с другом и собираются вместе. Согласно знаменитой формуле Эйнштейна «масса-энергия» (E = mc2), часть массы преобразуется в энергию.
Возьмем, к примеру, Солнце, с которым мы лучше всего знакомы, оно выделяет около 3,8 × 102⁶ Дж энергии в секунду, и это огромное количество энергии излучается вокруг в виде света и тепла. Планеты и другие небесные тела солнечной системы купаются в этой энергии, поэтому на Земле поддерживается подходящая температура, и здесь может развиваться жизнь. С точки зрения всей Вселенной, энергия, вырабатываемая в результате ядерного синтеза звезд, составляет большую долю от общей энергии Вселенной. В течение жизненного цикла, составляющего миллиарды или даже десятки миллиардов лет, многие звезды продолжают преобразовывать материю в энергию, подобно маленькой искре, влияя на распределение энергии по всей Вселенной и способствуя эволюции Вселенной.
Процесс трансформации других веществ.
Помимо ядерного синтеза звезд, во вселенной происходят и другие преобразования материи, производящие энергию. Извержения сверхновых — чрезвычайно шокирующий вид. Когда массивная звезда достигает конца своей жизни, внутри нее образуется среда с чрезвычайно высокой температурой и высоким давлением. В это время это вызовет более бурную ядерную реакцию, чем обычный ядерный синтез, не только синтезируя элементы тяжелее железа, но и мгновенно высвобождая количество энергии, подобное цунами. Запуск сильного «удара» по окружающей межзвездной материи, выбрасывающий материю в обширное пространство Вселенной, стал важным способом пополнения энергии вселенной, а также в определенной степени изменил энергетическую структуру окружающей области.
Потенциальная энергия тяготения и ее эффекты.
Энергетическая природа гравитации.
Как одна из четырех основных взаимодействующих сил Вселенной, гравитация обладает уникальным энергетическим свойством — потенциальной энергией тяготения. Проще говоря, потенциальная энергия тяготения пропорциональна массе объектов, которые притягиваются друг к другу, и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Чем больше масса двух объектов и чем ближе они находятся, тем больше потенциальная энергия тяготения между ними. Когда такие факторы, как расстояние между объектами, изменяются, потенциальная энергия тяготения будет участвовать в преобразовании энергии и балансировании.
Проявление в небесной системе.
Если взять процесс формирования галактик в качестве примера, то сначала межзвездное вещество было рассеяно по Вселенной, и они оказывали гравитационное воздействие друг на друга. Со временем, под действием «призыва» гравитации, эта межзвездная материя постепенно собиралась и сжималась вместе. В этом процессе гравитационная потенциальная энергия первоначально рассеянной материи непрерывно преобразуется в кинетическую энергию, скорость движения материи ускоряется, и она также преобразуется в тепловую энергию, делая температуру в центральной области галактики все выше и выше. И эта высокотемпературная среда побудила некоторую материю к дальнейшему участию в звездообразовании и других связях. Таким образом, преобразование потенциальной гравитационной энергии оказывает глубокое влияние на распределение и поток космической энергии в различных регионах, так что энергетическая структура Вселенной всегда находится в динамическом изменении.
В следующей части мы с вами рассмотрим форму существования космической энергии.
Спасибо, что дочитали до конца!
Ставьте лайки и подписывайтесь на канал, чтобы быть в курсе всех событий и расширить свои знания о нашей невероятной Вселенной! 🌌🚀