Планеты, звёзды, чёрные дыры

 

      Теперь обратимся к взглядам на возникновение нашей планеты. Считается, что она возникла из газопылевой туманности, которая имела невысокую температуру. Высокая температура глубинных недр – реальность, требующая объяснения. Общеприняты несколько источников выделения энергии. Во первых энергия, выделяющаяся при радиоактивном распаде. Ещё одним источником энергии предполагают уплотнение недр, а также процесс расслоения внутри планеты (прежде всего перемещение тяжёлых соединений к её центру).
       С радиоактивным распадом всё ясно – энергия выделяется. Уплотнение недр тоже может быть источником энергии. Ведь известно, что при росте давления температура вещества повышается. Этот принцип используется в технике. Например, в дизельном двигателе быстрое сжатие порции горючего, впрыснутого в цилиндр, приводит к нагреванию и воспламенению топливной смеси. А расширение вызывает охлаждение вещества. Например, в камере Вильсона. За счёт чего же это происходит? При сближении атомов и молекул у них уменьшается потенциальная энергия и увеличивается кинетическая (вспомним, что теплота - это и есть в основном кинетическая энергия хаотичного движения молекул и атомов), и не имеет значения какими силами вызвано это сближение – гравитационным полем, электрическим полем или сторонними силами. А при расширении температура уменьшается, так как потенциальная энергия увеличивается, а соответственно, кинетическая вынуждена уменьшиться (закон сохранения энергии).

     При любом поступлении вещества на нашу планету (космическая пыль, метеориты и т.д.), перераспределение потенциальной и кинетической энергий произойдёт в самом падающем веществе и оно будет нагреваться (не считая энергии направленного движения, которая при трении с атмосферой Земли будет тоже превращаться в теплоту). Но кроме того и в веществе Земли произойдёт небольшое перераспределение потенциальной и кинетической энергий, которое тоже превратиться в кинетическую энергию хаотичного движения молекул и атомов, так как масса планеты увеличится на массу падающего вещества. И эта энергия выделиться в основном в глубине планеты.

          Теперь обратимся к звёздам. Чтобы объяснить огромные количества энергии, которые они излучают, ищут различные уравнения ядерных реакций. Что же является «ядерным горючим»? В настоящее время принимается, что основным «ядерным горючим», способным обеспечивать звёзды энергией в течение многих миллиардов лет, является водород:
     «Как показывают астрофизические данные, в недрах звёзд господствуют температуры, измеряемые миллионами градусов. При таких температурах атомы почти полностью ионизированы, вещество представляет собой газ из электронов и «голых» атомных ядер, хаотически движущихся с огромными скоростями. Скорости хаотического движения так велики, что, несмотря на электрическое отталкивание заряженных ядер, между ними происходят столкновения, приводящие к ядерным реакциям. Приток освобождающейся ядерной энергии покроет потери энергии на световое излучение, и звезда не будет остывать или даже будет нагреваться. В этом случае ядерная реакция, начавшись, обеспечивает условия для своего продолжения (то есть поддерживает высокую температуру среды). Она будет продолжатся поэтому, пока не истощит запас «ядерного горючего», то есть пока не будут использованы способные реагировать ядра.
        Встаёт вопрос, как «поджигаются» термоядерные реакции в звёздах. Вероятно причиной первоначального нагрева, «поджигающего» реакцию, является сжатие звёздного вещества под действием сил тяготения, то есть превращение потенциальной энергии тяготения во внутреннюю тепловую энергию». («Элементарный учебник физики» под редакцией Г.С.Ландсберга том3 стр.496 «Наука» 1966г.)

       Вспомним теперь о крайних состояниях частиц. Первое – состояние покоя и удаления от других частиц, когда вся энергия потенциальная. Второе – когда вся энергия кинетическая (фотоны). Представим, что тело имеет достаточную массу, для того чтобы его гравитационное поле заставило перевести частицу всю энергию в кинетическую форму, то есть превратится в фотон. Тогда в центре этого тела, частицы имеющие массу покоя, будут превращаться в фотоны. Причём не важен химический состав тела. Любое вещество будет служить «ядерным горючим». Далее фотоны будут многократно поглощаться и испускаться веществом тела, пока не достигнут поверхности и не испустятся в открытое пространство, унося с собой энергию. Спектр излучения поверхности тела, может сильно отличатся от первичного, за счёт того, что вещество поглотив квант света, может выделить энергию в несколько приёмов. И из одного кванта высокой энергии получится несколько с более низкой. В сумме энергия испущенных квантов должна быть равна энергии поглощённого.
     Тогда ядерный синтез может быть только второстепенным источником энергии. А сами реакции ядерного синтеза могут идти как с выделением энергии, так и с её поглощением. Что объясняет существование в звёздах (а также на нашей планете) элементов, на синтез которых необходимо затратить энергию (элементы тяжелее железа).

     Обратимся к современным представлениям об эволюции звёзд.

     «На определённой стадии эволюции, по мере «выгорания» звёздного горючего, под действием сил тяготения звезда сжимается. Её плотность может стать такой же, как в ядерном веществе и даже выше. А радиус звезды составит тогда примерно 10 километров. Очень горячий, очень плотный быстро вращающийся волчок – так можно было бы представить себе нейтронную звезду.
     Физические условия в недрах нейтронных звёзд необычны. Мощное гравитационное поле буквально «вдавливает» электроны в протоны, превращая их в нейтронную материю, подчеркнём стабильную. Причём в роли стабилизатора выступают силы тяготения. Для астрономов – это миниатюрная звезда, продукт эволюции звёздной материи, для физиков – гигантское атомное ядро, макроскопическая нейтронная капля» (А.Ассовская «Нейтрид – миф или реальность?» «Знание-сила» №11 1981г. стр.18)

     Однако, с точки зрения нашего предположения, существование таких звёзд невозможно. Если тело обладает достаточной массой для запуска всеядной «гравитационной топки», то и нейтроны также могут служить «горючим». А если кинетическая энергия не обладает гравитационным взаимодействием, что тоже следует из нашего предположения, то и существование «чёрных дыр» так же проблематично. Так как фотоны будут спокойно покидать «чёрную дыру», и уносить энергию. Тогда «чёрная дыра» будет просто звездой. Тут можно вспомнить, что понятие «чёрная дыра» родилось «на кончике пера», то есть после математических расчётов существующей теории. И только спустя десятилетия смогли найти в космосе объекты, которые можно было ассоциировать с «чёрной дырой». «Чёрная дыра» по определению не наблюдаема напрямую, так как это скопление такой массы, что даже фотоны не могут её покинуть. И поэтому их находят по косвенным данным.
     Объекты в космосе не зависят от наших взглядов и теорий. Они существуют по законам природы, в частности физики. Наша задача правильно определить эти законы, и тогда мы более полно будем представлять эти процессы, например рождение и эволюцию звёзд, для удовлетворения нашего любопытства. Кроме того, ясное представление этих процессов может пригодиться нам в будущем для чего-нибудь более практичного, чем простое любопытство.