"Жизненный цикл" вещества во вселенной

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Николай Камардин

  • Гость
Advertisement
Эта статья является вольным пересказом книги «Давайте сделаем открытие» о новой
концепции мировой среды, вернее – пересказом последнего ее раздела, посвященного
эволюции материи. В основу этой концепции положена идея о существовании среды,
состоящей из плотно сжатых жидкоподобных гранул, в которую погружено вещество
вселенной. Что это за гранулы и из чего они состоят – не выясняется, но что
такое вещество и как оно соотносится со средой – это главный вопрос, на котором
строится вся теория.

Итак, что же такое вещество? По мнению автора, частица вещества – это «комочек»
тех же гранул среды, который выделился из ее структуры и существует в виде
самостоятельного образования. Такое представление сразу же вызывает массу
вопросов, и самые главные из них -  каким образом эти гранулы могли обособиться
от остальных, и что удерживает их вместе, не позволяя им вернуться в структуру
среды?

Исчерпывающе ответить на это в короткой статье так же трудно, как в двух словах
описать устройство часов. И все же попробуем.

1.Образование

Чтобы группа элементов среды могла выделиться в самостоятельное образование,
мы должны принять, что в этой среде постоянно происходят колебания во
всевозможных направлениях и различной амплитуды. Остается неясным, почему эти
колебания изначально возникли во вселенной, но в дальнейшем мы увидим, как,
однажды возникнув, они постоянно воспроизводятся.

Для появления частицы вещества необходимо, чтобы в некоторой точке пространства
одновременно  пересеклись колебания, идущие в нескольких различных направлениях.
Если это произойдет, то те гранулы среды, которые попали в пересечение полуволн
каждого из колебаний, получат такой суммарный однонаправленный импульс, что весь
этот кластер вылетит из структуры среды и начнет самостоятельное существование.

Здесь любой читатель скажет, что вероятность такого события, когда несколько
колебаний, идущих в разных направлениях, пересекутся в одной точке, крайне
мала. Это правильно, вероятность очень маленькая, однако вряд ли кто станет
утверждать, что она равна нулю.

В 1921 году знаменитый в те годы немецкий физикохимик Вальтер Нернст в своей
работе «Мироздание в свете новых научных исследований» так оценивал вероятность
рассматриваемого события: «Для поддержания жизни мира в равновесии достаточно,
если в одном кубическом метре пространства образуется один атом материи раз
в миллиард лет». Мы не будем выяснять, каким образом он пришел к такой оценке,
но согласимся, что наступление нужного события с такой вероятностью вполне
реально.

Работа Нернста здесь упомянута не случайно. Именно в те годы начала ХХ века
достиг своей кульминации научный спор о вечности мира. Вопрос этот, как
известно, возник с открытием 2-го закона термодинамики, утверждавшим, что все
виды энергии в конце концов, переходят в тепловую, а обратный переход полностью
невозможен.

Из этого закона следовало, что все процессы во вселенной идут в сторону
выравнивания температурных различий, к равновесию, когда всякое движение, всякая
жизнь прекращается, и мир неумолимо движется к т. наз. тепловой смерти.

Ученые не могли смириться с такой перспективой и старались опровергнуть мрачные
следствия этого закона. Знаменитые в те годы Ф.Ауэрбах, П.Дюген, А.Бергсон,
С.Аррениус выдвинули свои теории, «позволяющие» миру избежать тепловой смерти,
но все их теории, по оценкам современников, были искусственны и неубедительны.
И только В.Нернст предложил смелую гипотезу об образовании частиц вещества из
самой среды в результате колебаний.

Идея эта считалась крайне гипотетичной, однако все ставила на свои места -
рассеянная в пространстве энергия при определенных условиях вновь
концентрируется в частице вещества, т.е. происходит самопроизвольное
скачкообразное уменьшение энтропии в некотором объеме пространства.

Куда же переходит энергия колебаний при образовании частицы? Во-первых, частица
получает скорость относительно среды, следовательно, приобретает кинетическую
энергию. Вторая составляющая - это т. наз. энергия искажения - затрачивается на
искажение окружающей структуры новым телом. Эта энергия всегда сопровождает
частицу, пока она существует как единый объект.

Еще следует отметить, что размер образующихся частиц не может быть произвольным
- самые меньшие состоят из 38 гранул, а размеры других строго определены. Эти
геометрические особенности данной среды подробно описаны в книге.

При указанном механизме образования, наиболее вероятно появление самых мелких
частиц, поэтому они наиболее распространены во вселенной - это атомы водорода.
С меньшей вероятностью образуются атомы гелия, а вероятность появления более
крупных крайне мала.

Обратите внимание - мы говорим здесь о частицах вещества и об атомах, как об
одном и том же. Именно это и имеется в виду: атом вещества - это только его
ядро, состоящее из гранул среды, и в него не входят никакие электроны.
Электроны, и вообще, заряды - это совсем другая тема.

Необходимым условием устойчивости частицы является ее движение относительно
среды со скоростью, превышающей т. наз. критическую. Показано, что только в этом
случае она будет существовать как единый агрегат элементов, не растворяясь в
ней. Именно об этом говорит  философское положение, что движение - форма
существования материи.

Если же частица по каким-то причинам потеряет скорость, то она сразу перейдет в
структуру среды, вернув ей всю свою энергию в виде тех же колебаний.

Заканчивая тему образования частиц вещества, кратко опишем свойства, которые они
при этом получают. Во-первых, они движутся в данной среде без сопротивления, как
будто бы в пустоте - такая у этой среды особенность. Второе - являясь
искажающими телами, частицы испытывают взаимное отталкивание на малых
расстояниях и притяжение - на больших.

Третье - энергия искажения, о которой сказано выше, зависит от размера - чем
больше частица, тем большей энергией искажения она обладает. Но зависимость
эта не линейная, а изогнута так, что если при каких-то условиях две малые
частицы сливаются в одну, то у новой частицы выделяется излишек энергии.

2.Эволюция

По нашей теории, во вселенной постоянно происходит образование новых частиц.
Поскольку процесс этот случайный, частицы движутся во всевозможных направлениях
с большими скоростями. Но силы притяжения, действующие между ними, очень малы,
и за то время, которое частицы находятся недалеко друг от друга, пролетая мимо,
эти силы не успевают на них заметно повлиять.

Только у тех частиц, которые движутся в одном направлении с почти одинаковыми
скоростями, достаточно времени, чтобы силы притяжения начали их сближать. Так
образуются сгустки атомов, движущихся в одном направлении.

Поскольку сила притяжения сгустков значительно выше, чем у отдельных атомов,
разные сгустки могут объединяться за меньшее время, и не обязательно те, которые
движутся в одном направлении. Так из сгустков образуются облака частиц, большую
часть которых составляет водород.

Если два облака движутся в одном направлении, то оказаться рядом они могут
только в том случае, если у них разные скорости. Поэтому при их слиянии
образующееся большое облако начинает вращаться так, что ось вращения
перпендикулярна направлению движения.

Чем больше облако, тем сильнее оно сжимается гравитационными силами. Оно
уплотняется, становясь сферическим, а давление внутри растет. Наконец, в центре
создаются условия  для слияния атомов водорода, и начинает выделяться энергия -
рождается звезда. Здесь мы пропустим период эволюции звезды - о нем можно много
узнать в других источниках.

Заканчивается эволюция звезды очень плотным небесным телом, вещество которого
уже не способно выделять энергию. Но это тело очень быстро вращается вокруг
своей оси - почти весь момент количества движения, которым обладала большая
звезда, достался маленькому сферическому объекту. Поэтому, по законам динамики
оно должно очень сильно раскрутиться. Вот тут и наступают условия для
исчезновения вещества.


3.Исчезновение

Когда небесное тело, двигаясь поступательно, вращается вокруг оси,
перпендикулярной вектору скорости, оно совершает т. наз. плоскопараллельное
движение - все его точки перемещаются в параллельных плоскостях. При таком
движении обе его составляющие - вращение и поступательное перемещение - можно
заменить одним движением - вращением вокруг т. наз. мгновенной оси. Ось эта
параллельна собственной оси вращения тела и движется вместе с ним.

Как известно, расстояние между мгновенной осью и собственной осью вращения тела
тем меньше, чем быстрее оно вращается. Когда угловая скорость вращения
небольшая, мгновенная ось проходит за пределами самого тела, и нечего особенного
не происходит. Когда же угловая скорость настолько велика, что мгновенная ось
пересекает тело, точки, лежащие на этой оси на какое-то мгновение становятся
неподвижными относительно среды, а скорости других точек пропорциональны
расстоянию до нее.

Следовательно, все частицы тела, скорости которых относительно среды становятся
меньше критической, попадают в цилиндрическую область, описанную вокруг
мгновенной оси некоторым радиусом, и все они одновременно начинают распадаться
с выделением огромной энергии. Как будто в трубе, открытой с концов, сгорает
мощный заряд, а из нее выбрасываются в обе стороны струи в виде  узких пучков.

В этих космических телах, известных нам, как пульсары, вещество завершает свой
жизненный цикл и растворяется в среде, возбуждая колебания, которые,
встретившись в другом месте с такими же, порождают новые частицы.

Подобные процессы происходят, видимо, и в квазарах - центральных объектах многих
галактик. Поэтому эти галактики похожи на водовороты, в середине которых
«утекает» вещество, и от него остаются только два мощных джета, расходящиеся в
пространстве на многие тысячи световых лет.