СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Вход или Регистрация

ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Научно-техническая библиотекаНаучно-техническая библиотека SciTecLibrary
 
Cтатьи и Публикации    Гипотезы о процессах, происходящих в космосе МЕЖЗВЕЗДНАЯ СРЕДА И ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ

 

МЕЖЗВЕЗДНАЯ СРЕДА И ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ

 

© Рифель Аренгольд Андреевич

Контакт с автором: rifelarn@Mail.ru

 

Аннотация.

 В данной статье рассматривается гипотеза образования звездных систем из межзвездной среды с применением законов термодинамики, а также гипотеза возникновения гравитационного поля в результате взаимодействия гипотетических частиц – гравитонов.

_____________________________________________________________________________

 1 Гипотеза образования звездной системы с применением законов термодинамики

  1. Гипотеза формирования звездных систем из водородного облака

 Образование звезд, в том числе и Солнца, как следует из последних научных исследований, рассматривается в соответствии с теорией процесса аккрекции, происходящего при низкой температуре межзвездной среды (МЗС).

На основании данных, приведенных в некоторых литературных источниках [1, 2], можно предположить, что межзвездная среда состоит из водорода, находящегося в молекулярном жидком и газообразном состоянии при температуре, близкой к 20 К.

За счет хаотического движения молекул и их столкновения, а также в результате действия гравитационных сил мельчайшие частицы жидкого водорода будут укрупняться, образуя “каплю”. Этот процесс будет ускоряться по мере увеличения массы такой “капли”. Длительность процесса аккрекции при образовании звездной системы рассматривать не будем. Оценим этот процесс, используя известные данные о Солнечной системе []. Определим объем МЗС, необходимый для образования существующих в настоящее время небесных тел Солнечной системы.

Из уравнения Менделеева-Клапейрона

, (1)

 где p – давление газа, Па;

V – объем газа, м3;

R – универсальная газовая постоянная, 8.31441 Дж/(К× моль);

T – температура, К;

m – масса газа в данном объеме, кг;

m0 – молярная масса газа, кг/моль,

имеем:

, м3. (2)

 Используем уравнение Больцмана

, Па, (3)

 где k – постоянная Больцмана, 1.38066× 10-23 Дж/К;

n – концентрация молекул, м-3;

T – температура, К.

Подставив (3) в (2), получим выражение для объема (при T = const):

 

, м3, (4)

 

где NА = R/k – постоянная Авогадро, 6.022045× 1023 моль-1.

Концентрация водорода в МЗС составляет n = (2 ¸ 5)× 103 см-3 [2]; примем n = 2× 103 см-3, или n = 2× 109 м-3.

Подставив в выражение (4) вместо m массу Солнца MС = 1.99× 1030 кг, получим:

 

м3.

 Объемный радиус cконцентрированной МЗС будет составлять

 

м.

 

Из уравнения (1) и основного уравнения для давления газа (где v – средняя квадратичная скорость молекул газа, м/с) следует, что скорость молекул газа

 

, м/с. (5)

 При температуре T = 20.4 К эта скорость составит 710.5 м/с.

 Можно предположить, что скорость Солнечной системы будет такой же, как и скорость движения газа в МЗС.

Скорость Солнца в МЗС можно косвенно оценить по эксцентриситету и средней скорости самой удаленной малой планеты (Плутон). Расчет параметров Плутона сведен в таблицу 1.1.

 Таблица 1.1

Параметр Формула Значение
Расстояние планеты от Солнца, м AO 59.13454× 1011
Эксцентриситет орбиты E 0.249
Фокусное расстояние орбиты, м OF=AO× E 14.7245× 1011
Средняя орбитальная скорость, м/с 4.7376× 103
Максимальная скорость,

м/с

5.4568× 103
Минимальная скорость,

м/с

4.2391× 103
  719.2
  498.5

 

Из таблицы 1.1 видно, что средняя скорость м/с и ранее рассчитанная скорость молекул газа МЗС v = 710.5 м/с сравнимы между собой. Таким образом, предположение, что Солнце с планетами движется по галактической орбите со скоростью 600 ¸ 700 м/с, может соответствовать реальности. Возникает вопрос: где находится центр галактической орбиты Солнечной системы? Вероятно, центр орбиты Солнца находится в распределенной массе МЗС за границей температурного раздела Солнечной системы (т.е. за границей области с температурой 20 К и ниже).

 1.2 Тепловой расчет Солнечной системы

 Тепловой расчет Солнечной системы проведем в предположении, что температура поверхности Солнца составляет 6000 К, а температура границы жидкого и газообразного состояния водорода равна 20.4 К.

Согласно закона Стефана-Больцмана, энергетическая светимость абсолютно черного тела определяется выражением

 

, Вт/м2, (6)

 где s - постоянная Стефана-Больцмана, 5.67× 10-8 Вт/мК4;

T – абсолютная температура тела, К.

Поток излучения Солнца 

, Вт. (7)

 Энергетическая светимость на расстоянии r от Солнца равна

, Вт/м2. (8)

 Из формул (6) и (8) следует, что

, м, (9)

 

или

 

, м. (10)

Зная значения RЭ1 и RЭ2 или T1 и T2, можно определить границы сферической оболочки межзвездной среды с температурным режимом, характеризующимся повышенными температурами и повышенным давлением, создаваемым за счет теплового излучения Солнца:

м.

 Таким образом, можно сказать, что Солнечная система находится в сферическом “пузыре” Вселенной с радиусом r = 6.02× 1015 м.

Следует отметить, что с момента образования галактического “пузыря” дальнейшее наращивание массы небесных тел, находящихся в сфере влияния вспыхнувшей звезды, прекращается.

Расстояние, при котором Солнечная система оказывает гравитационное воздействие на небесные тела, создавая линейную скорость 700 м/с, равно м. Сфера с таким радиусом определяет границу гравитационного воздействия Солнца на небесные тела и межзвездную среду.

В п.1.1 был рассчитан объемный радиус МЗС, необходимый для формирования Солнца. Объем МЗС с таким радиусом, и служит, вероятно, центром притяжения Солнечной системы. Учитывая, что параметры Солнечной системы можно считать стабильными, за галактический радиус можно принять объемный радиус сферы МЗС, из которой сформировалась Солнечная система. Центр притяжения Солнечной системы, таким образом, синхронно перемещается с перемещением Солнца во Вселенной. Галактический радиус Солнечной системы, как было показано выше, составляет 6.02× 1015 м.

    1. Остывание Солнца

 Следуя предложенной гипотезе образования Солнечной системы, можно предположить, что и другие звездные системы образовались подобным образом.

Если рассматривать образование независимых звездных систем на основе законов термодинамики, то расстояние между ними должно быть значительным (по крайней мере, более двух галактических радиусов, что и наблюдается в реальности для существующих галактик во Вселенной).

Рассмотрим вопрос, что произойдет, если Солнце будет угасать и температура его поверхности сравняется с температурой МЗС. В этом случае исчезнет температурный раздел в МЗС, а параметры динамики Солнечной системы, вероятнее всего, останутся прежними. Дальнейшее изменение Солнечной системы будет происходить с наращиванием массы всех небесных тел за счет МЗС, однако термоядерные реакции водородного цикла уже не возникнут. Можно предположить, что такая система во Вселенной и проявляет себя как “черная дыра”. Реакции, продолжающиеся в ядре небесного тела при увеличении давления (которое, в свою очередь, происходит за счет увеличения массы), могут снова разогреть все небесное тело. Возможно, “красные гиганты”, “белые” и “коричневые карлики”, а также объекты радиоизлучения возникли именно при таких изменениях. Разнообразие этих объектов можно объяснить изменениями химического состава небесных тел за счет внутренних термоядерных реакций, при которых снова возникло излучение, регистрируемое астрономическими приборами.

На основании гипотез и анализа, приведенных в п.п. 1.1 – 1.3, можно предположить, что Галактики не разбегаются с большой скоростью (как принято сейчас в научных трудах астрофизиков), а движутся по орбитам, близким к круговым со скоростью, равной скорости окружающей эти галактики МЗС при температуре 20.4 К. Большие скорости, фиксируемые спектрометрами или другими приборами, отражают, скорее всего, процессы формирования звездных систем и "черных дыр" во Вселенной.

 2 Гипотеза возникновения волнового гравитационного поля

 2.1 Анализ характеристик гравитационного поля

 В природе рассматриваются 4 вида взаимодействия между физическими телами: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное. Каждое из них рассматривается как взаимодействие элементарных частиц. Гравитационное взаимодействие рассматривается как взаимодействие гипотетических частиц - гравитонов.

При разработке физической теории Вселенной астрофизики придерживаются теории “большого взрыва” материи с высокой плотностью вещества. Основу первоначальной материи они рассматривают в виде частиц с радиусом r =10-33 см и плотностью r = 1093 (г/см3) [1]. Эти величины получены из объединения (комбинации) фундаментальных констант: G (гравитационная постоянная), h (постоянная Планка) и с (скорость света в вакууме), дающих:

 линейные размеры , м, (11)

массу , кг, (12)

временную характеристику , с. (13)

Такие параметры приписываются частицам темной материи [4]. C данной теорией трудно согласиться, так как даже трансурановые элементы имеют незначительную плотность и малое время жизни, что не сопоставимо с теорией существования сверхплотной начальной материи.

Рассмотрим объединение фундаментальных констант из выражения энергий в Ньютоновской динамике, квантовой теории Планка и ОТО Эйнштейна, считая их равными между собой:

. (14)

 После деления на m получим

 

или . (15)

Необходимо отметить, что я в данных выражениях линейную величину r рассматриваю не как радиус первоначальной материи, а как изменение расстояния между атомами частицы, то есть как длину волны колебательного процесса (поэтому в дальнейшем вместо r используется символ l ).

Подставив значение f = c/r в (15), получаем следующее выражение:

 

, (16)

откуда

, м. (17)

 Выражение (17) отличается от выражения (11) только коэффициентом . Учитывая, что теория Планка рассматривает колебательные процессы, а по химическому составу МЗС состоит из водорода, то за DM следует принять отношение массы протона к массе электрона и рассматривать вышеприведенные выражения по отношению к этим частицам.

Масса протона Mp = 1.67265× 10-27 кг, масса электрона me = 9.1× 10-31 кг, тогда DM = 1838. Подставив значение величин G, h, c, и DM в выражение (17), получаем:

 

м.

Найдем значения остальных величин:

 

Гц,

 

кг,

 

кг.

 Полученные значения длины волны и частоты дают основание говорить, что они принадлежат всепроникающему гравитационному полю. Тем не менее, частицу гравитон с массой M более 2.34× 10-6 кг нельзя назвать элементарной. Гравитон в МЗС представляет собой совокупность атомов водорода, содержащую n = 2.3392× 10-6 / 1.67265× 10-27 = 1.3985× 1021 элементарных частиц.

Я рассматриваю образование гравитона из межзвездной среды, находящейся в жидком или твердом состоянии. При таком состоянии в процессе перехода электрона от одного атома к другому образуются катионы и анионы.

Периодические переходы электронов вызывают появление волнового гравитационного поля.

Поскольку масса протона равна 1.67265× 10-27 кг, то гравитон состоит из n = 2.3392× 10-6 / 1.67265× 10-27 = 1.3985× 1021 атомов водорода.

 

2.2 Объем и удельная плотность гравитона

 Диаметр молекулы водорода равен d = 0.27× 10-9 м, т.е. объем одной молекулы H2 равен: м3, а объем гравитона равен м3. Плотность гравитона в жидком состоянии кг/м3.

 

Если рассматривать гравитон в кристаллическом состоянии в виде куба со стороной а, то его объем будет равен м3. Тогда плотность гравитона в твердом состоянии кг/м3.

В соответствии со справочными данными [5] плотность жидкого водорода r =77 кг/м3, и в этом случае объем гравитона равен

 

м3.

 Определение агрегатного состояния вещества гравитона - задача практических исследований в космосе.

 

2.3. Энергетические характеристики гравитона

 Из уравнения энергии Ньютона следует, что гравитон обладает энергией Дж (или 71.56× 1025 эВ).

Выражение энергии Ньютона можно записать еще в двух видах:

 

, где , V – скорость частиц массой M/n;

, где , v – скорость частиц массой m/n.

 Тогда

м/с,

 

Гц;

 

м/с;

 

Гц.

 

Расчет показывает, что гравитон как составная частица создает колебательное поле с частотой f2 в результате колебательного движения электронов и с частотой f1 в результате колебания протонов.

Подведя итоги расчетов, гравитон можно охарактеризовать параметрами, сведенными в таблицу 2.1.

 Таблица 2.1 – Параметры гравитона

Масса гравитона (M+m), кг

2.3405× 10-6

Длина волны, м

1.73669× 10-33

Энергия поля, создаваемого гравитоном, Дж

1.14384× 108

Энергия поля, создаваемого гравитоном, эВ

7.149× 1026

Частота колебаний протонов гравитона, Гц

4.0265× 1040

Частота колебаний электронов гравитона, Гц

1.73623× 1041

2.4 Распределение гравитационного поля

 При равномерном распределении межзвезной среды (МЗС) во Вселенной, и, соответственно, равномерном распределением поля, создаваемого гравитонами, плотность энергии гравитационного поля не будет зависеть от расстояния и будет постоянной. Это подтверждается результатами исследований американскими космическими кораблями “Пионер-10” и “Пионер-11”, зафиксировавшими постоянство ускорения за внешней оболочкой Солнечной системы, а также расчетом, показавшим постоянство скорости межзвездной среды при постоянной температуре (20 К) за границей температурного раздела (см. п 1.1).

Другая ситуация возникает, когда МЗС сосредоточена в ограниченном объеме, т.е. в массах звездных систем. В этом случае плотность энергии гравитационного поля звездных систем обратно пропорциональна расстоянию в третьей степени:

 

, (18)

где N - количество гравитонов в сосредоточенной массе;

r - расстояние от центра сосредоточенной массы.

Энергия поля в пересчете на одну элементарную частицу составит:

 

эВ.

 

Отсюда видно, что энергия одной элементарной частицы в гравитоне - суть энергия электрона.

Объединив фундаментальные константы через энергию взаимодействия в соответствии с законами ньютоновской динамики, теории Планка и ОТО Эйнштейна, можно прийти к выводу, что открыта природа возникновения гравитона и сопутствующего ему гравитационного поля. Также можно сказать, что материя Вселенной представляет собой холодную массу водорода, являющегося скоплением частиц в жидком каплевидном и/или в кристаллизованном состоянии. Эта масса распределена в межзвездной среде Вселенной с различной плотностью, и только незначительная часть этой материи в виде “галактических пузырей” вкраплена в необъятных просторах Вселенной. Не эту ли “темную материю” ищет современная космология?

 

 Литература .

  1. Левитан Е.П. Физика Вселенной: экскурс в проблему. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Эдиториал УРСС, 2004.

  2. Судрин В.Г. Рождение звезд. - М.: Эдиториал УРСС, 1999.

  3. Всемирное антитяготение./ А.Д. Чернин // Земля и Вселенная. – 2006. - №1

  4. Темная материя – загадка Вселенной. / Ю.Н. Гнедин // Земля и Вселенная. – 2006. - №1

  5. Водород. Свойства, получение, хранение, транспортирование, применение. Справ. изд. под ред. Д.Ю. Гамбурга, Н.Ф. Дубовкина. - М.: Химия, 1989.

  6. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике: 10-е изд., испр. и доп. - М.: Наука., 1988.

 

Дата публикации: 30 января 2008
Источник: SciTecLibrary.ru

Вы можете оставить свой комментарий по этой статье или прочитать мнения других в следующих разделах ФОРУМА:
Свернуть Защита интеллектуальной собственности и авторских прав
Диспуты по темам изобретательства. Вопросы по изобретениям, проблемы на пути изобретателей и методы их решения.
Патентование. Все о патентовании изобретений, полезных моделей, промышленных образцов и товарных знаков.
Нерешенные задачи. Здесь идет обсуждение нерешенных задач: безопорный двигатель, вечный двигатель, преодоление гравитации и пр.
Свернуть Точные науки и дисциплины
Дебаты по Теории Относительности Эйнштейна. Все кому не лень хотят опровергнуть Теорию Относительности Эйнштейна. Вам предоставляется слово для аргументации.
Физика, астрономия, математические решения. Физико-математические вопросы, наблюдения, исследования, теории и их решение.
Физика альтернативная. Новые взгляды на физические законы, теории, эксперименты, не вписывающиеся в общепринятые законы физики.
Teхника, узлы, механизмы, электроника и аппаратура. Все про технику, приборы, детали, узлы и механизмы. Электроника, компьютеры, программное обеспечение. Новые технические решения в самых разных областях.
Биология, Генетика, Все о жизни. Генетика и другие вопросы биологии. Их развитие. Медицина. Биотехнологии, агротехника и сельское хозяйство. Эволюционные теории и альтернативные им.
Химия. Вопросы по химическим технологиям, разработкам и применению химических материалов. Химические элементы и их свойства.
Геология, все о Земле и ее обитателях. Геология, метеорология, антропология, сейсмология, атмосферные явления и непознанные эффекты природы.
Свернуть Мозговой штурм
Генератор решений. Здесь Вы можете заработать реальные деньги, помогая решать фирмам, предприятиям и частным лицам те или иные технические задачи, которые перед ними стоят. Те, кто ставят задачи перед участниками должны обозначить гонорар за ее решение и перевести указанную сумму на общий счет генератора.
Головоломки. Если у Вас есть желание поломать голову над интересными логическими задачами - Вам сюда.
Гипотезы. В этой теме идет обсуждение гипотез и предположений, основанных чисто на теории и логике.
Найди ляп! Этот раздел для тех, кто хочет мысленно расслабиться. Он посвящен задачам по поискам ляпов, которые встречаются в литературе, интернете, кино и на телевидении.
Свернуть Взгляд в будущее и настоящее
Глобальные темы. Вопросы касающиеся всех. Глобальные угрозы и злободневные темы современности.
Наука и ее развитие. Все о развитии науки, направлениях и перспективах движения научной мысли и знаний.
Новая Цивилизация. Принципы социального устройства новой цивилизации. Увеличение роли созидательного интеллекта... Отдалённые перспективы развития человечества...
Вопросы без ответов. Этот раздел посвящен вопросам и проблемам, которые до сих пор не решены. Предлагайте свои решения.
Военная стратегия и тактика современных боевых действий. Об особенностях современного военного искусства. Проблемные вопросы теории и практики подготовки вооруженных сил к войне, её планирование и ведение в различных конфликтах на планете.
Свернуть Гуманитарные науки и дисциплины
Философские дискуссии. Диспуты по вопросам жизни, сознания, бытия и иных философских понятий.
Экономика. Вопросы по экономике и о путях развития России и других стран.
Социология, Политология, Психология. В этом разделе обсуждаются вопросы, как отдельных частных исследований данных наук, так и проблема соотношения этих наук с остальными.
Образование. Все об образовании: как учить, кому учить, чему учить и кого учить.
Религия и атеизм. Вопросы религий и атеистические взгляды, религиозные споры.

Хотите разместить свою статью или публикацию, чтобы ее читали все?
Как это сделать - узнайте здесь.

Назад

 
О проекте Контакты Архив старого сайта

Copyright © SciTecLibrary © 2000-2017

Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека SciTecLibrary. Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004.