Rambler's Top100 Індекс цитування Яндекс.Метрика
Портал интересных статей » Это интересно » Или бог вечен, или вселенная
Или бог вечен, или вселенная

(Энергия звёзд, круговорот вещества и энергии)


Кто ищет правду, не должен ждать аплодисментов

Как это ни странно, но наше понимание мира связано с приятием или неприятием идеи бога. Для кого существует бог, для того вселенная может иметь начало. Для кого вселенная вечна, для того не существует бог. Эмпедокл (ок. 490 – 430 до н.э.) якобы сказал: «Та гипотеза, которая объясняет существующий мир при помощи наименьшего количества предпосылок и средств, должна иметь преимущество, ибо в ней меньше произвола». Если верить Эмпедоклу, то надо предпочесть идею вечности вселенной. Этот выбор и сделала в своё время наука. Эта наука открыто признавала, что есть вещи, которые мы пока не понимаем. В науке принимались различные объяснения одного и того же явления без претензий на то, что хотя бы одно из них является действительно правильным. Понимать это надо в том смысле, как понимается путь науки к истине: «Всё мимо, мимо и мимо, но ближе, ближе и ближе». Другими словами: истина недостижима, но приближение к ней возможно. Но в начале 20-го века группа учёных, желавшая считать себя всезнайками, стала вводить произвольные, догматические объяснения явлений, которые она иначе объяснить не могла. Это куда бы ни шло, но эти объяснения стали объявляться окончательной истиной, и их критика не допускалась (не допускается). На этом кончилась наука и началась догматика. Начал развиваться кризис науки.


Новая «наука» отказалась от многих завоеваний, в том числе от такого основополагающего, как принцип причинности. Вследствие этого новая «наука» стала закономерно приближаться к теологии, если только не стала её подразделом.


Хуже того, это веяние перекинулось (перекинули!) в политику, вследствие чего после очередного объявления свободы мнений её тут же начинали урезать со всех направлений. И не так давно доурезались до того, что запретили обсуждение действий (махинаций!) некоторых групп населения (ст. 282 УК РФ и ей подобные во многих других странах), вследствие чего развивается кризис общества во многих государствах, который закономерно может перерасти в гражданские или международные войны.


Но в этой статье речь будет идти только о науке, а точней, только об астрономии, но, тем не менее, мы произнесём лозунг: «Долой догматиков!» или «Долой запретителей!», что означает, что мы на их запреты не будем обращать внимание. И, разумеется, приветствуется любая деловая критика взглядов, которые будут здесь высказаны.


Энергия звёзд


1. Блуждание от энергии костра до энергии ядерных реакций


Разгадку объявляли известной


Что такое звёзды и источник энергии их горения издавна интересовали людей. И всегда существовали люди, знавшие совершенно точный ответ. Сначала стало известно, что это костры небесных охотников. Позже, когда кто-то случайно из глубокого колодца увидел, что звёзды горят и днём, проблема резко усложнилась: кто станет жечь костры днём? Когда в начале 20-го века была открыта атомная энергия, у астрономов, казалось, наконец-то появилась надежда объяснить древнюю загадку. Первое энергетически возможное объяснение было дано на основе реакции синтеза лёгких химических элементов [1]. Тогда уже было известно экспериментально установленное соотношение L ~ M3,6 между массой звезды М и светимостью L для звёзд главной последовательности [2].


Концы с концами опять не сходятся


Эддингтон получил соотношение L ~ M 3,6, исходя из предположения, что источником энергии звезды является энергия синтеза (слияния) ядер лёгких атомов. Единственная опора на термоядерную реакцию состоит в том, что она якобы должна начинаться при 107 °K. Поэтому температура в центре звезды также якобы должна быть равна 107 °K. Почему температура в центре всех звёзд одинакова? Неизвестно. Почему температура после начала реакции не может вырасти? Неизвестно. Почему (принципиально неустойчивая) термоядерная реакция может протекать внутри звезды с постоянной интенсивностью? Неизвестно.


Уже отсутствие ответа на эти вопросы заставляет относиться к выводу Эддингтона с недоверием. Его вывод физически явно не обоснован. Это одна из причин, почему и теоретически полученная формула не применима при очень больших массах звёзд. Математическая зависимость, не основанная на физическом представлении процесса (и содержащая в основе постулированный вид энергии), приводит к ложным представлениям о действительности. В частности, это относится к представлению о коротком времени жизни крупных звёзд и продолжительности жизни звёзд вообще.


Теорию подогнали под результат


Мнение о том, что L ~ M 3,6 , разумеется, не могло возникнуть ни в одном горячечном мозгу теоретика само по себе. Оно было обобщением результатов измерений. Только после этого под этот результат подогнали и «теорию». При этом исходили не из количества энергии, выделяемой в звезде в соответствии с определёнными физическими представлениями, а из энергии излучения звезды. Разумеется, в случае стационарного или квазистационарного состояния звезды, это одно и то же количество. Но не надо забывать, что излучение звезды является только вторичным явлением, т.е. - следствием. Первичным же является выделение (рождение) энергии в теле звезды (или на её поверхности). Изучая естественные выделения тела, вырабатываемые в результате какого-либо (неизвестного нам) процесса, протекающего в нём, без знания потребляемых (расходуемых) материалов, необходимых для его поддержания, без изучения самого процесса, вряд ли можно прийти к правильному выводу о том, сколько времени этот процесс ещё будет длиться, и сколько времени будет существовать само тело.


2. Может ли источник энергии звезды находиться снаружи её?


О местонахождении источника энергии


В частях 1 и 2 книги [3], на основе которой ведётся этот рассказ, было выяснено, что источник электрических, ядерных и гравитационных сил находится, по существу, вне самих тел. Это заставляет задуматься о том, не находится ли и источник энергии горения звёзд снаружи.


То, что источник энергии горения звёзд должен находиться внутри звёзд, основано на представлениях о химической или ядерной энергии. Звезда не паровоз, к которому могут периодически подвозить топливо, она должна иметь этот источник в своём собственном теле. Представление же о том, что источник энергии звезды может находиться снаружи, детерминисту и материалисту в наше время кажется достойным сумасшедшего. Разумеется, если не помнить, например, следующего. Необходимость объяснения дальнодействия сил тяготения, а затем и электрических сил, прямо-таки вынудила физиков к рождению мысли о существовании некоторой «передаточной» среды, названной эфиром. Свойства этой среды до 20-го века так и не были выяснены. Они могли бы оказаться и такими, что эфир был бы ответственным не только за «передачу» электрических сил и сил тяготения на расстояние, но и за передачу энергии, а потому и за «вечное» горение звёзд. В частности, ещё во времена Ньютона была сделана попытка объяснить гравитацию. В 1690 году швейцарский математик из Базеля Николас Фатио де Дуилье (Fatio) и в 1748 году Жорж-Луи Лесаж (Le Sage, G.-L.), родившийся и живший в Женеве, предложили простую кинетическую теорию гравитации [4], которая могла дать механическое объяснение формуле для силы Ньютона. Однако их теория вступала в противоречие с известными фактами. Произошло это по той причине, что они не учитывали диаметра гравитона [3]. Но интересным в их теории было то, что при различных предположениях они могли получить эффект нагревания звёзд за счёт рассматривавшегося ими потока частиц, которые должны были создать эффект гравитации. То есть, у них получалось, что источник энергии звезды может находиться вне звезды.


В начале 20-го века в физику стали внедрять мнение, что никакого эфира не существует. Однако это мнение приводит к накоплению различных противоречий и к состоянию в физике, которое некоторые уже снова называют кризисом [5]. В связи с наличием указанных противоречий всё большее число физиков снова обращается к идее эфира, существовавшей из некоторых иных соображений ещё задолго до появления теории о всемирном тяготении. После появления теории тяготения изменились только представления о свойствах эфира. На основе гипотезы о существовании эфира, представление о том, что источник энергии горения звёзд может находиться снаружи, имеет право на существование, пока не будет доказано противоположное.


Подходящей гипотезы пока нет


Рассмотрим первое из мыслимых предположений. Пусть источник энергии горения звёзд находится внутри и является частью небесного тела. Если этот источник находится в центре тела, то надо предполагать, что он обладает интенсивностью, не зависящей от размеров и массы тела. Если же он располагается (распределён) во всём теле звезды, то можно исходить из того, что развиваемая мощность его пропорциональна массе или какой-либо степени массы. Действительная же зависимость сложнее. Мощность излучения звёзд главной последовательности сначала пропорциональна M 3,6 , а для очень больших звёзд становится опять пропорциональной первой степени M. Уже это не удаётся пока объяснить. А как объяснить свойства звёзд вне этой последовательности?


Предположим, что источник энергии находится вне звезды


Предположим теперь, что источник выделения энергии находится снаружи в виде потока частичек эфира. Так как мнение об эфире и его свойствах у всех разные, автор останавливается на том предположении, которое позволило ему установить зависимость между силами природы [6] и которое изложено в части 2 книги [3]. В этом случае частицы эфира летят из бесконечности, и потому поток энергии, выпадающий на долю небесного тела должен быть пропорциональным сечению тела, например, Или бог вечен, или вселенная. Если поток частичек взаимодействует только с поверхностью, то абсорбируемая или выделяемая энергия W опять-таки пропорциональна поверхности Или бог вечен, или вселенная.


Казалось бы, из этих соображений мы никак не можем получить соотношение L ~ M 3,6.


Линейная зависимость от массы может получиться, как показано в [3], например, в том случае, если энергия частицы эфира рассеивается внутри конуса, начинающегося от места вхождения частицы в звезду (Рис. 1, слева ), так как объём конуса при определённом угле раствора составляет вполне определённую часть объёма звезды и потому пропорционален её объёму. Чтобы получить зависимость Мn от n–й степени массы М, предположим, что образующая конуса является не прямой линией, а кривой, т.е. что угол конуса, в котором абсорбируется энергия частички эфира, постоянно расширяется по мере продвижения частички эфира внутри тела звезды (Рис. 1, справа). Мы видим, что в теле большего радиуса объём внутри нелинейного конуса занимает относительно большую часть объёма тела по сравнению с телом малого радиуса. Объём внутри нелинейно


Или бог вечен, или вселенная
Рис. 1

расширяющегося конуса пропорционален уже не массе, а нелинейной функции от массы, в простейшем случае некоторой степени массы. В результате такого процесса рассеивания энергии, частичка эфира постоянно меняет своё направление и, в зависимости от величины массы звезды, может по множеству раз оказываться в любой области тела звезды, пока, наконец, покинет её. Рассеивание становится пропорциональным не массе звезды, а, скажем, степени массы. При очень больших размерах звезды практически вся энергия частички эфира передастся атомам звезды. При этом мера рассеивания или адсорбции энергии частички эфира зависит только от числа атомов (водорода) звезды, но никак не от её плотности, другими словами, является функцией её массы, а не размеров. (С другой стороны, поток эфира, соприкасающийся с звездой, пропорционален её площади сечения, т.е. зависит от размеров.)


3. Преимущества предложенного подхода


Время жизни звезды, возможно, принципиально ничем не ограничено


Получаемая в этом случае формула не только более точна. Она даёт качественно более полную картину, так как справедлива при больших М, когда светимость становится, как принято говорить, пропорциональна массе.


Предложенная гипотеза не основывается на формуле излучения, а потому может быть верна и для очень низких температур, т.е. не только для звёзд, но и для планет.


Она позволяет не только констатировать, но и понять, почему светимость звезды при определённых размерах может быть пропорциональна 3-й и более степени массы. Она в известной степени подтверждает мнение, высказанное в статье [7] о том, что до сих пор совершенно неправильно определяли возраст звёзд и их возможное время жизни. Ведь время жизни звезды определяют по наличию запасов топлива (водорода). Если же энергия поступает извне, то водород может не расходоваться. Время жизни звезды, возможно, принципиально ничем не ограничено, и её конец определяется в известном смысле случаем. Один из них – возможный термоядерный взрыв, наблюдаемый нами в виде сверхновой [7].


Получаемая формула справедлива для стационарных звёзд


Получаемая формула справедлива и при очень больших значениях массы, но только в случае стационарности звезды. После достижения звездой максимальной температуры, при дальнейшем увеличении массы звезды будет расти её сила притяжения, а так как её температура увеличиться не может, то будет увеличиваться её плотность. Вследствие этого её размеры могут уменьшиться, и температура начнёт падать. Это, в свою очередь, может привести к ещё большему возрастанию плотности и ещё большему падению температуры и т.д.. Мы получаем уже знакомую из астрономии картину коллапса звезды. Этот коллапс будет, по-видимому, происходить очень медленно, так как звезда не может остыть мгновенно. Во время этого процесса звезда будет нестационарной, и не будет подчиняться формуле для главной последовательности. Другими словами, она сойдёт с этой кривой. Можно сказать, что несоответствие формуле, получаемой для главной последовательности, является возможным признаком нестационарности звезды.


Круговорот вещества и энергии


(Рождение и гибель звёзд, частичное обновление вселенной)


Эволюция звёзд по Канту


Описанная картина создаёт определённое впечатление о стандартной «биографии» звезды – находящейся на главной последовательности. Однако это впечатление будет неполным (неправильным). Звёзды появляются (рождаются) различными путями, поэтому и отклонение звезды от главной последовательности может иметь различные причины. Для описания звёзд вне главной последовательности нужны дополнительные идеи.


Один из возможных путей возникновения звёзд – путь, описанный Иммануилом Кантом (1724-1804). Это постепенное накапливание массы и постепенный её разогрев. Исходя из этого воззрения, и наша Земля имеет шанс превратиться в звезду. Увеличение тяготения, например, вследствие постоянного падения метеоритов, приводит к тому, что со временем тела начинают притягивать и (лёгкие) частицы газа, и постепенно превращаются в пылающих гигантов, состоящих в основном из водорода. Но если бы это был единственный путь, вселенная уже давным-давно состояла бы только из звёзд-гигантов.


Должен существовать путь полного обновления


Кроме теории Канта, существует множество других теорий о рождении и гибели звёзд. Но ни одна из них не показывает кругооборота энергии и массы. А такая возможность должна быть. Вселенная вечна, а потому в среднем всегда одинакова. Вследствие этого большие звёзды должны время от времени частично или полностью распылять свою массу в пространстве. Разумеется, здесь речь идёт не о термоядерном взрыве, ибо этот процесс связан с появлением более тяжёлых элементов и потому также является одним из процессов «старения». Нет, речь идёт о полном обновлении части вселенной. Как это может происходить?


И фальшивая теория может натолкнуть на правильную идею


Если бы Кант был знаком с теорией «большого взрыва», то он, возможно, догадался бы и об этой возможности. Как бы ни противоречива была теория «большого взрыва», она всё-таки может натолкнуть на определённые мысли.


Идею о том, что масса звезды постоянно уменьшается вследствие излучения ею энергии, по-видимому, следует забыть. Если энергия звезды приходит извне, то дефицит массы из-за этого происходить, конечно, не может. Но звёзды притягивают другие тела и даже межзвёздный разрежённый газ. Их масса растёт медленно, но постоянно. Можно себе представить, что самая большая звезда когда-нибудь поглотит более мелкие звёзды галактики, в которой она находится. Выполнение этого условия необязательно, но резко упрощает рассматриваемые далее возможные события. Мы получим вместо галактики огромное одиночное небесное тело, содержащее в себе материал целой галактики, а может и нескольких галактик. Представим себе, что где-то очень далеко от него образовалось ещё одно тело сравнимой по величине массы. Совершенно случайно их скорости направлены почти точно друг к другу или стали такими под действием тяготения. (Разумеется, допустим и случай, когда их скорости направлены точно друг к другу, но такой случай ещё более редкий.) По истечении определённого времени они с огромной скоростью пролетят друг мимо друга, почти касаясь или даже слегка касаясь друг друга. Оба эти тела вращаются вокруг своих осей, лежащих в разных плоскостях, и окружены мощными полями тяготения. Но в момент пролета друг мимо друга, между ними образуется область, в одной из точек которой гравитация будет равна нулю. Эта точка может в течение короткого отрезка времени даже находиться внутри с краю одного из этих тел. В эту точку устремится часть материала одного, а возможно и обоих этих тел. В зависимости от скорости вращения этих тел и его направления, в зависимости от вязкости материала этих тел, отрываемая часть материала может выглядеть совершенно по разному, в частности в виде струи или даже серии капель. Находясь под огромным давлением, этот материал, двигаясь в сторону точки с нулевой гравитацией, будет одновременно взрывообразно расширяться.


Физически возможный процесс, напоминающий невозможный «большой взрыв»


Можно себе представить, что этот процесс будет напоминать то, что сейчас называют «большим взрывом». С тем существенным отличием, что этот процесс физически возможен, а взрыв одиночного тела сам по себе – нет [8]. В зависимости от начальных условий, струи или капли вещества этих тел могут превращаться в галактики или в отдельные звёзды. Исходное вращение тел, а также процесс отрыва части вещества могут определять последующее вращение рождённых звёзд и/или галактик. Можно допустить, что иногда часть этого вещества распыляется вплоть до образования разрежённого газа. Этим завершается кругооборот массы и энергии и возвращение к начальной точке цикла. Исходные тела, уменьшившиеся в размерах, могут продолжить свой путь, снова «бесконечно» далеко удаляясь друг от друга.


Родившиеся в результате такого катаклизма звёзды, разумеется, будут сперва нестационарными. Они будут или нагреваться или охлаждаться. Если же образуются многие галактики, то очень может случиться, что эта часть вселенной будет «разбегающейся».


Так как подобные встречи очень тяжёлых тел с последующим их частичным взрывом возможны, то надо исходить из того, что они уже бесконечно много раз случались и будут ещё бесконечно много раз случаться. Но в видимой нами части вселенной эти события, в зависимости от их масштаба, происходят несравнимо реже, чем появление «сверхновых». Кстати, несимметричная растянутая картина, остающаяся после взрыва некоторых сверхновых, возможно, указывает на то, что имело место подобное столкновение-взрыв (относительно малых размеров).


Литература

1. Bethe, Critchfield. - Phys. Rev.54, 248, 1938.
2. H. Vogel, Gerthsen Physik, Springer, Berlin Heidelberg 1995
3. Johann Kern, «Разгадка вечных тайн природы», Санкт-Петербург, Издательство Политехнического университета, 2010, jo_k@gmx.net
4. http://en.wikipedia.org/wiki/Le_Sage´..._of_gravitation
5. Ф. Винтерберг, Мир Эйнштейна и кризис современной физики. Доклад на конференции «Физические интерпретации теории относительности – IX», 3-6 сентября 2004 г., имперский колледж, Лондон
6. Й. Керн, От электростатики к схеме устройства вселенной http://samlib.ru/j/johan_k/efir-2.shtml
7. К.Хайдаров, Энергия эфира, http://bourabai.narod.ru/energy.htm
8. Й. Керн, О физической обоснованности некоторых идей в физике и космологии, http://bourabai.kz/kern/physical.htm

Данная статья основана на ч. 5 «Энергия звёзд» книги Johann Kern, «Разгадка вечных тайн природы», Санкт-Петербург, Издательство Политехнического университета, 2010, Johann Kern, jo_k@gmx.net

(2.00)
Просмотров: 1669

Имя:

Мейл:

Комментарий:

Код: Включите эту картинку для отображения кода безопасностиобновить код

© Портал интересных статей, 2007-2017.Правила перепечатки Разработка сайта — «MaxVoloshin.com»
Система Orphus