Probleme der Modernen Kosmogonie

389 Pages·1976·16.471 MB·German

by  V. A. Ambarzumjan (auth.), V. A. Ambarzumjan (eds.)

WISSENSCHAFT UND KULTUR . BAND 30
PROBLEME
DER MODERNEN
KOSMOGONIE
lIerausgegebenvon
Akademiemitglied V. A. AMBARZUMJAN
Direktor des Astrophysikalischen Observatoriums Bjurakan
Mit Beitriigen von
AKM V. A. AMB.ABZUMJAN, Prof. Dr. W. W. KASJUTINSKI, Prof. Dr. L. W. MmSOJAN.
Prof. Dr. G. S. SAAKJAN, Prof. Dr. S. K. WSECHSWJATSKI
In deutscher Sprache herausgegeben
von Dr. se. nat. H. OLEAR:
Zentralinstitut fiir Astrophysik. Potsdam
Mit 87 Abbildungen, davon 40 Kunstdrucktafeln, und 32 Tabellen
SPRINGER BASEL AG 1976
B. A. AMÔapijyMHH
npOÔjieMLI GoBpeMeHHOH KoCMOrOHHH
2., bearbeitete und erweiterte Auflage
Erschienen im Verlag Nauka, Moskau
Übersetzung aus dem Russischen von
Dr. Frank Baier
Dr. Peter Notni
Dr. Heinz Tiersch
Dipl.-Astr. Wolfgang Thänert
Zentralinstitut für Astrophysik, Potsdam
CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek
Probleme der modernen Eosmogonie / hrsg. von V. A. Ambarzumjan.
Mit Beitr. von V. A. Ambarzumjan.
In dt. Sprache hrsg. von H. Oleak.
(Wissenschaft und Kultur; Bd. 30)
Einheitssacht.: Problemy sovremennoj kosmogonii (dt.).
NE : Ambarcumjan, Victor Amazaspovic [Hrsg.] ; EST
© Springer Basel AG 1976
Ursprünglich erschienen bei Akademie-Varlag, Berlin 1976
Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1976
Nachdruck verboten.
Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen und der Reproduktion
auf photostatischem Wege oder durch Mikrofilm, vorbehalten.
Vertrieb für alle nichtsozialistischen Länder:
Birkhäuser Verlag, Basel (1976)
ISBN 978-3-0348-5332-3 ISBN 978-3-0348-5331-6 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-0348-5331-6
Vorwort zur deutsehen Ausgabe
Der Titel des vorliegenden Buches enthalt das Wort "Kosmogonie"; trotzdem
soll der Leser nicht den Eindruck gewinnen, es existiere irgendeine besondere
Wissenschaft mit dieser Bezeichnung. Zwar entwickelten sich bis zum Ende des
ersten Viertels unseres Jahrhunderts die Hypothesen und Rechnungen zum Pro
blem der Entstehung kosmischer Korper und ihrer Systeme ohne engere Verbin
dung zur beobachtenden Astrophysik, spater jedoch wurden die Beobachtungen
und die Entdeckungen der Astrophysik einerseits und die Ideen, die die Grundlage
der theoretischen Astrophysik bildeten, andererseits, zur Ausgangsbasis neuer
fundierterer Vorstellungen tiber die Entwicklung der Himmelskorper. Dies fiihrte
schlieBlich dazu, daB die Astronomen in jeder astrophysikalischen Entdeckung
neue Moglichkeiten zur Aufkliirung der Mechanismen von Entstehung und Ent
wicklung astronomischer Objekte sahen. Jetzt ist die Astrophysik bereits vollig
vom Entwicklungs- und Evolutionsgedanken durchdrungen, sie ist voll von
kosmogonischen Fragen und Daten.
Fiir kosmogonische Hypothesen des alten Typs ist dagegen kein Platz mehr.
Alle in der gegenwartigen Phase losbaren Fragen zur Entstehung und Entwicklung
der Himmelskorper wurden im Rahmen astrophysikalischer Untersuchungen,
durch Beobachtung und Theorie ihrer Losung nahergebracht. Die Kosmogonie
verschmolz mit der modernen Astrophysik und verschwand als Einzeldisziplin.
Um so notwendiger ist es, die Wege zur Losung kosmogonischer Probleme in der
modernen Astrophysik zu analysieren und die Ergebnisse der entsprechenden
Untersuchungen kennenzulernen. Bildlich gesprochen hat die moderne Astro
physik eine stark ausgepriigte kosmogonische Farbung; und obwohl die Farbe
eines Objektes nicht losgelost von dessen innerer Natur untersucht werden kann,
ruft sie doch gegebenenfalls ein erhohtes Interesse hervor.
Der Inhalt des Buches ist zu einem bedeutenden Teil die Gegentiberstellung der
traditionellen Ansicht tiber die Entstehung der Himmelskorper aus diffuser
Materie (durch Verdichtung) mit der neuen Auffassung, wonach der Entwick
lungsprozeB in der entgegengesetzten Richtung verlauft, von dichter zu verdiinnter
Materie.
In den sieben Jahren, die seit dem Erscheinen der ersten russischen Auflage
dieses Buches vergangen sind, wurden viele gro.Be neue astronomische Entdeckun
gen gemacht. Sehr haufig bedeuteten sie die Aufdeckung neuer Eruptionsprozesse,
die Bildung und Expansion von Hiillen, den Zerfall kosmischer Korper und
VI Vorwort
Systeme. Es scheint, daB der neue Standpunkt immer neue Positionen gewinnt.
Ungeachtet dessen sind die Anhanger der traditionellen Auffassung der An
sicht, daB viele Beobachtungen fiir sie sprachen. Man kann den Meinungsstreit
deshalb noch nicht als beendet ansehen.
Zweifellos ist jedoch der neue Standpunkt fruchtbarer. Man konnte uns ent
gegenhalten, daB zwar Eruptionen sowie Zerfalls- und Expansionsprozesse tat
sachlich eine groBe Rolle im Weltall spielen und der neue Standpunkt nur deshalb
fruchtbar war, weil er ihnen besondere Aufmerksamkeit schenkte, daB aber diese
Prozesse nicht das Wesentliche der Evolution beinhalten. Ein solcher Einwand
erscheint uns gekiinstelt. Moge das vorliegende Buch dem Leser helfen, selbst den
gegenwartigen Stand des Problems sow,ie den Wahrheitsgehalt sowohl der alten
als auch der neuen Ansichten einzuschatzen.
Bjurakan, Juli 1975 V. A. AMBARZUMJAN
Vorwort zur 2. russischen Auflage
Seit der Vorbereitung der ersten Ausgabe unseres Buches vergingen mehr als vier
Jahre. In dieser Zeit wurde die Astronomie urn eine Vielzahl von neuen Fakten
bereichert, welche im direkten Zusammenhang mit den Problemen der Kosmogo
nie stehen. Vor allem erweiterte sich unser Wissen tiber die aktiven Kerne der
Galaxien, tiber MAB,KARJAN-Galaxien und tiber die ZwrcKyschen Kompakt
galaxien. Wir besitzen neue erstaunliche Fakten tiber "eruptive" Sterne. Es
wurden die Pulsare entdeckt.
Diese Fakten haben eine groBe Bedeutung fUr die Losung der Frage nach dem
Schicksal der beiden Richtungen in der gegenwartigen Kosmogonie - der klassi
schen und der in Bjurakan verfolgten Richtung.
Die Hypothese, daB die kosmischen Objekte durch Kondensationen aus ver
diinnter Materie entstehen, muBte eine Reihe aufeinandedolgender, man kann
sagen, vernichtender Einbrtiche bei den Versuchen hinnehmen, die Entstehung
der Sternsysteme zu verstehen. (Es gentigt, deren Unfahigkeit zur Erklarung der
verschiedenen Formen von Aktivitaten der Galaxienkerne zu erwahnen.) Die
Anhanger dieser Hypothese versuchen gegenwartig, sie wenigstens im Bereich
der Stellarkosmogonie zu erhalten. Allerdings gewinnt auch hier der entgegen
gesetzte Standpunkt langsam, aber sicher, neue Positionen.
Einer nochmaligen Oberarbeitung bedad auch die Deutung jener Erscheinun
gen, die auf der Grundlage der klassischen Vorstellungen gut erklart schienen.
Nehmen wir z. B. die Pulsare. Obwohl die bisher erarbeiteten Vorstellungen tiber
ihre Natur richtig bleiben, fordern viele der neuerdings gefundenen Tatsachen
eine Oberarbeitung der Ansichten tiber die Rolle der Pulsare im Entwicklungs
prozeB. Davon ausgehend, scheint es zweckma13ig, die gegenwartigen Vorstellun
gen tiber verschiedene Probleme der Kosmogonie unter Beriicksichtigung aller
neuester Daten darzulegen. Gleichzeitig werden damit neue Aspekte des Kampfes
der beiden untereinander konkurrierenden Richtungen betrachtet. In die 2. Auf
lage dieses Buches wurden zahlreiche Anderungen und Erganzungen eingefUgt.
Bjurakan, April 1972 V. A. AMBARZUMJAN
Inhaltsverzeichnis
Vorworte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. v
1. Nichtatationare Objekte im Weltall und ikre Bedeutung fur die Erforschung der Ent
stehung und Entwicklung von HimmelskOrpern
(V. A. AMBARZUMJAN) • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 1
1.1. Die ersten Entdeckungen nichtstationarer Objekte im Weltraum 1
1.2. Nichtstationare Objekte in der Galaxis. . . . . . . . . . . . 2
1.3. Nichtstationare Prozesse in arideren Galaxien.
Kosmogonische Aktivitiiten der Kerne von Galaxien 6
1.4. Nichtstationaritat - eine gesetzmaBige Phase der kosmogonischen Prozesse 10
2. Kosmogonie der Sterne und Galaxien
(L. W. MIRSOJAN) 13
2.0. Einleitung . . . . 13
2.1. Sterne und Galaxien 17
2.2. Entstehung und Entwicklung der Sterne . 41
2.3. Probleme der Galaxienentwicklung 89
2.4. SchluBbemerkung. . . . . . . . . . . 127
3. Die Theorie der uberdichten HimmelskiJrper
(G.S.SAAKJAN) .......... . 133
3.1. Uber die moglichen Phasenzustiinde der Materie bei sehr groBen Dichten . 133
3.2. Die Theorie der iiberdichten Sterne . . . . . . . . . . . . . . . 160
3.3. Pulsare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
3.4. Die verallgemeinerte Gravitationstheorie und die iiberdichten Sterne. 193
4. Die Kosmogonie des Sonnensystems
(S. K. WSECHSWJATSKI) 204
4.1. Das Sonnensystem . . 205
4.2. Das Problem der Entstehung des Planetensystems 219
4.3. Die Kosmogonie der Kleinkorper des Sonnensystems 229
X Inooltsverzeichnis
4.4. Probleme der Vergangenheit des Sonnensystems und der Erde vom Standpunkt der
Auswurftheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
4.5. Anzeichen der eruptiven Entwicklung planetarer K6rper . 253
5. Der gegenwartige Stand der Kosmogonie
(W. W. KASJUTINSKI) ....... . 270
Lite1"aturverzeichnis 311
Sachverzeichnis . . 331
Die in diesem Buch benutzten MaBeinheiten reohnen sioh wie folgt in SI-Einheiten urn:
SI-Einheit
lA 0.1 nm = 1· 10-10m
1 AE 1.50· 1011m
1 po 3.09·1016m
1 atm 1.01 . 105 Pa
1 erg 1· 10-7 J
1 eV 1.60 . 10-10 J
1 cal 4.19 J
1 GauB 7.96 . 101 AIm
1. Nichtstationare Objekte im 'Veltall und ihre Bedeutung
fUr die Erforschung der Entstehung und Entwicklung
von Himmelskorpern
Die Entwicklung der modernen Astronomie weist eine charakteristische Besonder
heit auf, die gro13e Aufmerksamkeit verdient: Wiihrend bis Ende des 19. Jahr
hunderts die Astronomie hauptsiichlich Objekte zum Gegenstand hatte, welche
sich zeitlich so langsam iindern, da13 sich dies in den damaligen Beobachtungen
nicht zeigte, entdeckte die moderne Astronomie viele Typen kosmischer Korper,
in denen verhiiltnismiiBig schnelle Anderungen stattfinden, die manchmal einen
katastrophenartigen Charakter tragen.
1.1. Die erst en Entdeckungen nichtstationarer Objekte im Weltraum
Was fUr kosmische Objekte erforschten die Astronomen am Ende des 19. Jahr
hunderts?
Vor allem waren dies die Planeten des Sonnensystems. Beobachtungen wiesen
auf Veriinderungen in ihrer Atmosphiire hin. Aber diese voriibergehenden Ver
iinderungen an einzelnen Stellen sind nicht irreversibel, denn es zeigte sich, daB
sich der Zustand der Atmosphiire im ganzen nicht veriindert (wie bei der Erd
atmosphiire). Wir sind heute davon iiberzeugt, daB entwicklungsmiiBige Ver
iinderungen der Planetenatmosphiiren viele Millionen Jahre erfordern.
Weiterhin war die Welt der "unbewegten" Sterne, der Fixsterne, Gegenstand
der Forschung. Die Bezeichnung "unbewegt" riihrt ja daher, daB Ortsveriinderun
gen am Himmel wiihrend der. Beobachtungszeitriiume nicht gro13 sind.
Am Ende des 19. Jahrhunderts wendeten viele Astronomen ihre Aufmerksam
keit den physikalischen Veriinderungen in den ZustandsgroBen der Sterne zu.
Es wurden zahlreiche Beobachtungen an Sternen durchgefUhrt. Dabei begann
man, auch solche veriinderlichen Sterne zu erforschen, deren Spektrum zeitlich
variiert.
Das Hauptaugenmerk widmete man jedoch den periodischen Veriinderlichen
wie den Cepheiden und den Veriinderlichen yom Typ Mira Ceti. Bei ihnen schlieBt
anscheinend jede Periode mit der Riickkehr zum Ausgangspunkt abo Der periodi
sche Charakter der Veriinderungen, der bei diesen Objekten beobachtet wurde,
sagt an und fiir sich nichts iiber die Richtung des gesamten Entwicklungsprozesses
aus.
Sogar bei den damals bekannten unregelmiiBigen Veriinderlichen rechnete man
damit, da13 der Stern im Laufe der Zeit beliebig nahe zu einem einmal beobachteten