Звездный песок

Как выглядел бы пляж, песчинки на котором пропорциональны звездам Млечного Пути?

— Джефф Уортс

Песок — это интересно^{[источник?]}.

«Чего больше: песчинок или звезд?» — многие искали ответ на этот популярный вопрос. И похоже на то, что звезд в видимой Вселенной больше, чем песчинок на всех пляжах Земли, вместе взятых.

Выполняя подобные расчеты, обычно находишь достоверные сведения о количестве звезд, потом на коленке прикидываешь размер одной песчинки и вычисляешь количество песчинок на Земле^[1].↲С практической точки зрения геология и почвоведение гораздо сложнее, чем астрофизика.↳ Сегодня мы не будем пускаться в эти дебри, но для ответа на вопрос Джеффа все же придется разобраться с песком^[2].↲«Мне потому нравится песок, что я совершенно не знаю, что он из себя представляет, а вокруг его так много», — @darth__mouth.↳ Точнее, нам нужно иметь некоторое представление о размерах частиц глины, ила, мелкого песка, крупного песка и гравия, чтобы понять, как выглядела бы наша галактика, будь она пляжем^[3].↲Вместо простого перечисления содержимого.

К счастью, у Геологической службы США есть замечательная таблица, которая отвечает на эти и другие вопросы. Мне она весьма нравится — это как геологический вариант шкалы электромагнитных излучений.

Согласно исследованиям песка^[4],↲Я полагаю, их должно быть немало.↳ типичный размер песчинок с пляжа составляет 0,2–0,5 мм (с меньшими песчинками наверху). Такой песок называют средне- и, соответственно, крупнозернистым. Отдельные песчинки примерно таких размеров:

Допустим, Солнцу соответствует песчинка типичных размеров. Тогда для всех звезд галактики мы получим большую песочницу^[5].↲То есть получим-то мы кучу чисел, но воображение превратит ее в песочницу.

Но такое представление будет ошибочным: звезды различаются размерами.

Есть несколько широко распространенных видео на YouTube, где сравниваются размеры звезд. Они дают отличное представление о том, насколько велики некоторые звезды. Хотя легко заплутать среди видеороликов и потерять ощущение масштаба, очевидно, что некоторые песчинки в нашей песочнице будут больше похожи на валуны.

Вот как будут выглядеть звезды главной последовательности^[6]:↲Звезды в основной части своего эволюционного цикла.

Почти все они попадают в категорию «песок», хотя более крупные «олимпийские»^[#]↲Да-да, в оригинале вместо олимпийского девиза были слова из песни Daft Punk. Но адаптация, согласитесь, получилась удачной. — Прим. пер.↳ звезды пересекают черту, становясь «гранулами» или «мелкой галькой».

Впрочем, это только звезды главной последовательности. Умирающие звезды становятся гораздо, гораздо больше.

Когда у звезды заканчивается топливо, она расширяется до красного гиганта. Даже обычная звезда может стать громадным представителем этого класса. Но когда звезда и так огромна, она превращается в настоящего монстра. Эти красные супергиганты — самые большие звезды во Вселенной.

Звезды-песчинки размером с пляжный мяч будут редкими, а вот красные гиганты величиной с виноградину или с бейсбольный мяч будет относительно легко найти. И хоть им и близко не сравниться по распространенности с солнцеподобными звездами и красными карликами, благодаря своему огромному объему они образуют основную массу нашего песка. У нас будет большая песочница простых песчинок… и многокилометровое поле гравия неподалеку.

Маленький участок песка будет содержать 99% общего количества частиц, но менее 1% общего объема. Наше Солнце не похоже на крупинку из мягкого песка галактического пляжа. Напротив, Млечный Путь больше напоминает поле валунов с песчинками между ними.

Но, как и с земными побережьями, на редких полосках песка между камней и происходит все веселье.