Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 193

Предельный случай простой формулы — степенной закон, a = x b . В первой двадцатке астрономических статей заслуженное видное место занимает работа Эдвина Солпитера о распределении звёзд по массам, в которой он предложил описывать относительное количество звёзд разных масс степенным законом: количество звёзд в единичном интервале масс вблизи массы M пропорционально M -2,35. Эта работа также является примером того, как простая формула, подобно утёсу, уже больше полувека спокойно стоит под шквалом уточнений и исправлений, успешно конкурируя с последующими, более точными, но и, увы, более сложными формулами. Правда, количество ссылок на работу Солпитера не слишком велико, всего чуть более 4 100, и это за 58 лет. Но тут, вероятно, начинает играть роль эффект возведения в канон: функция Солпитера стала настолько классической, что на оригинальную работу перестают ссылаться, как никто не ссылается, например, на ньютоновские «Начала». Справедливости ради отмечу, что более сложные формулировки распределения звёзд по массам, Кроупы и Миллера — Скало, тоже попали в первые две сотни востребованных статей (из почти миллиона, содержащегося в базе данных ADS).

Эффект перехода в классику определённо повлиял на цитируемость статьи Мартена Шмидта, того самого, кстати, что первым определилрасстояние до квазара. Для астрономического сообщества более важным стал другой его результат: он вывел степенную зависимость скорости звездообразования от плотности межзвёздного газа. Она вошла в астрономию под названием закона Шмидта, но вот ссылок на статью всего чуть больше тысячи.

Огромную роль в развитии исследований закона Шмидта сыграли работы Роберта Кенникатта, поэтому в астрономическом сообществе этот закон называют теперь законом Кенникатта — Шмидта. Так вот, две основные статьи Р. Кенникатта о законе Шмидта совокупно собрали больше 4 800 ссылок. Почему? Потому что и Кенникатт сохранил степенную формулировку закона.

Неплохой результат — почти 2 000 цитирований — показывает функция Шехтера, предложенная Полом Шехтером для описания распределения галактик по светимостям. Она не чисто степенная; Шехтер добавил к ней ещё экспоненту. Но в целом и здесь мы имеем привлекательную простоту.

Степенной закон обеспечил успех важной для меня работы Мэтиса, Рампла и Нордсика. Они доказали, что свойства поглощения света в солнечной окрестности можно объяснить, предположив, что межзвёздная пыль состоит из смеси графитовых и силикатных частиц, распределение которых по размерам описывается степенным законом a -3,5( a — размер пылинки). Эта формула известна теперь как распределение MRN, и она также успешно противостоит времени, потому что пользоваться ею удобнее, чем последующими уточнёнными вариантами.

Я не хочу сказать, что единственный способ попасть в историю, не имея доступа к телескопам, состоит в том, чтобы придумать простую формулу. В списке Топ-200 самых цитируемых статей есть и описания полезных программ (DAOPHOT, SExtractor, Cloudy), и таблицы с рассчитанными параметрами звёздных атмосфер и оптическими свойствами космических пылинок. Кроме того, «простота» знаменитых формул, конечно, кажущаяся. За каждым степенным законом стоит не столько озарение, сколько тяжёлый педантичный труд его автора или авторов.

К оглавлению

Опубликовано06 октября 2013

Антону Павловичу Чехову принадлежат как минимум два научно-технических предвидения. В рассказе «Жалобная книга» он дал практически исчерпывающее описание интернета. В рассказе «Письмо к учёному соседу» он предсказал, что в солнечных пятнах должна содержаться вода. Напомню конкретный текст: «Из какого мокрого тела сделаны эти самые пятны, если они не сгорают?» Гениальная догадка писателя значительно опередила время, и потому он вынужден был выразить её в сатирической форме, да ещё и вложить в уста отставного урядника Василия Семи-Булатова, старательно замаскировав неадекватными изречениями. Но мы, далёкие потомки, вооружившись современными познаниями, легко отделяем зёрна от плевел и подтверждаем: да, Антон Павлович был прав, в солнечных пятнах действительно есть вода. Единственное, в чём он слегка напутал, так это в расположении причины и следствия. Не потому пятна холодные (не сгорают), что они мокрые (содержат воду), а наоборот.

Вообще, звезда кажется не слишком подходящим местом для молекул. Ведь звезда — это раскалённый газ, плазма, термоядерные, но никак не химические реакции. Тем не менее о том, что не на всей поверхности Солнца, но в солнечных пятнах могут содержаться молекулы, Норман Локьер размышлял ещё в 1878 году в книге «Studies in spectrum analysis». К тому времени спектры светлой поверхности Солнца и солнечных пятен наблюдались уже систематически. И в некоторых случаях в солнечных пятнах действительно были видны не линии , а полосы поглощения, указывающие на наличие не только отдельных атомов, но и их соединений. Дело в том, что молекула, в отличие от атома, может вращаться и совершать колебательные движения. Там, где атом даёт одну спектральную линию, молекула способна породить множество близко расположенных линий, точное положение которых зависит от того, насколько быстро молекула вращается или колеблется. Вместо одной атомарной линии возникает частокол близких линий, сливающихся в единую молекулярную полосу .