Что такое двойная система? Кажется, очень
легко ответить на этот вопрос, например так: двойная
звездная система - это система, состоящая из двух гравитационно связанных звезд. Но это очень плохое определение. Ведь любые две звезды (да и вообще любые две
массы) связаны силами тяготения. Согласно такому
определению получается, что все звезды попарно двойные.
![](/pops/vmire/1/Image397.gif)
Такое определение оказалось совершенно бесполезным.
Чтобы понять, что подразумевается под двойной системой, нужно сначала упростить ситуацию.
Представим себе, что из Вселенной исчезло все
и остались лишь две звезды. В качестве такой Вселенной
можно взять чистый лист бумаги и нарисовать на нем
две точки, 1 и 2. Пусть это будут звезды с массами
M1 и
M2 (рис. 1).
Найдем центр масс звезд - точку О. Чтобы
сделать это неформально, нужно на время вернуться
в нормальную Вселенную, на Землю. Соединим две
массы M1 и M2
невесомым стержнем и найдем ту точку
на нем, привязав к которой ниточку, мы сможем удерживать подвешенный стержень в горизонтальном положении. Это и будет центр масс
системы двух звезд. Обозначим его буквой О.
Итак, у нас только две
звезды, и мы "сидим" в их центре масс.
![](/pops/vmire/1/1.gif)
Рис. 1. Расстояния от центра масс до звезд
обратно пропорциональны их массам. O - центр масс двойной
системы.
Можно давать оропределение. Будем считать,
что звезды образуют двойную систему, если их
движение происходит в некоторой ограниченной области.
Это чисто кинематическое определение эквивалентно
другому, энергетическому определению: двойной называется система, полная энергия которой отрицательна.
Ньютоновская механика и теория тяготения устроены
так, что требования ограниченности движения и отрицательности энергии взаимозаменяемы.
Чтобы доказать это, вовсе не нужно знать конкретный закон, по которому притягиваются тела. Важно
только, чтобы сила притяжения достаточно быстро убывала с увеличением расстояния между телами. Докажем
от противного. Пусть полная энергия звезд, состоящая из
кинетической и потенциальной, отрицательна. Предположим, что звезды удалились друг от друга на бесконечное
расстояние. При этом полная энергия сохранилась,
а энергия гравитационного взаимодействия (потенциальная энергия) исчезла. Теперь полная энергия состоит
только из кинетической энергии звезд, которая, по
крайней мере, не отрицательна. Мы пришли к противоречию. Следовательно, тела не могут разойтись на
бесконечное расстояние, если их полная энергия отрицательна.
Но это лишь общее определение и к тому же до конца пока не понятное. Во-первых, вокруг нас полно звезд.
Не окажется ли наше определение слишком далеким от
жизни? А во-вторых, интересно знать, как именно движутся звезды в двойной системе.
Первое возражение не страшно. Наша Вселенная, более того, наша Галактика, достаточно просторны. В ней
всегда можно найти " пустынный уголок " , где две звезды
будут достаточно удалены от всего остального содержимого Галактики. А вот о том, по каким законам движутся эти звезды, мы и расскажем в следующий раз.