Звезды, теплота и гравитация

Ведь, если звезды зажигают -
значит - это кому-нибудь нужно?
Значит - кто-то хочет, чтобы они были?
(В. Маяковский, 1914)

Во Вселенной первоначально теплоты не было. Собственно, откуда ей взяться в абсолютном холоде. «В начале сотворил Бог небо и землю. Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною, и Дух Божий носился над водою. И сказал Бог: да будет свет. И стал свет. И увидел Бог свет, что он хорош, и отделил Бог свет от тьмы. И назвал Бог свет днем, а тьму ночью. И был вечер, и было утро: день один» [1]. Земля была безвидна, ей естественно нужен был свет, чтобы сделать видной, видимой. Спасибо Богу – постарался. А как Бог осветил Землю? Для этого ему пришлось основательно потрудиться, чтобы создать звезду Солнце, а затем ее еще и зажечь. Но Солнце – это рядовая звезда, поэтому Бог трудился неустанно, чтобы осветить всю Вселенную. Бог трудился, создавал звезды, зажигал их, но как он это делал, с людьми не поделился. После чего появились учёные, которые пытались и пытаются разгадывать загадки природы и познать звездные технологии, доходя своим умом. Мы же любознательные и хотим всё знать, поэтому и создает учёный люд разные гипотезы, тыкая пальцем в небо, а оно большое, пространственное. Как попасть в ту истину и как познать ее, создания и зажигания звезд? Но на то и человеческий разум, чтобы на основе уже накопленных знаний подобраться к этой истине.

Первоначально в Космосе была пыль, а что было до пыли, никто не знает. Пыль двигалась пылила, собиралась наподобие облаков. Сталкиваясь между собой, частицы укрупнялись и превращались в конгломераты различных размеров. Конгломераты также двигались в разных направлениях. По Библии был хаос, то были и столкновения. При всяком столкновении пылевых частиц и подобных образований, выделялась теплота (энергия). Энергия из хаоса! Постепенно конгломераты укрупнялись, превращаясь в крупные образования, возникали плотные темные газопылевые облака округлённой формы. Это могли быть «глобулы Бока», «ассоциации Амбарцумяна» или вообще образование звезды из «ничего» [2, с. 199].

Энергия постепенно накапливалась в каждой будущей звезде. Превращение кинетического движения в теплоту, энергия из кинетики! Пылевые облака быстро разбирались между участниками, которые превращались в астероиды, планеты, а потом и в звезды. Образование звезд шло долго, об этом даже утомительно писать.

Самое главное звезды образовались и зажглись и освещают путь до них.

Так упрощенно и в темпе одного абзаца (немного длиннее, чем в Библии) можно описать возникновение небесных тел. Звезда начинает свою жизнь из холодного разреженного облака межзвёздного газа, который сжимается под действием увеличивающейся гравитации, и постепенно принимающее шаровидную форму. Превращение холодного хаоса в энергетический хаос звезд! А может здесь есть какая-то упорядоченность, закономерность? Хаос самопроизвольно не может превратиться в закономерность. В природе существует только одна закономерность – это всемирное притяжение! Источником энергии для этого притяжения является теплота!

Откуда эта теплота и неугасаемая энергия звезд взялась?

«Наиболее очевидным свойством звезд является то, что они светятся, точнее, являются самосветящимися телами. За счет чего покрываются их энергетические потери? Этот вопрос возник, как только был сформулирован закон сохранения энергии, однако найти исчерпывающий ответ на него сумели лишь век спустя» [3].

Ответ найден, но есть большие сомнения в его правильности. За «исчерпывающий ответ» в данный период принята теория термоядерной генерации энергии в звездах. Но так ли это на самом деле. Термоядерную энергию человечество познало в виде разрушительной силы термоядерной бомбы. Энергия взрыва при ядерном синтезе действительно огромна и, видимо, поэтому ее предпочли в качестве объяснения происхождения энергии звезд. При синтезе одного грамма гелия из водорода получается столько же энергии, как при сгорании 25 тонн самого качественного угля!

Несмотря на признанность данной теории, в ней есть серьезные бреши, которые ничем не закрываются. Об этом говорят и некоторые учёные, например, А.А. Гришаев, который, в свою очередь ссылается на Н.А. Козырева: «Но, как указывал ещё Н.А.Козырев (см., например, [4, 5]), наблюдаемое разнообразие звёзд настолько широко, что его никак не удаётся описать единой теорией, основанной на “термоядерной” логике и связывающей такие параметры звёзд, как спектральный класс (т.е., по логике эволюции, возраст), массу и светимость. Хуже того: по логике эволюции, звёзды должны плавно переходить из одного спектрального класса в другой, но за всё время спектральных наблюдений звёзд не сообщалось ни об одном случае такого перехода» [6]. Там же добавляет: «Считается, что “топливом” для термоядерных реакций на Солнце – как при водородном, так и при углеродном циклах – являются протоны. Между тем, хорошо известно, что протоны – это одна из главных компонент корпускулярного излучения Солнца. Выходит, что Солнце не только сжигает “топливо” в своих недрах, но и разбрызгивает часть его запасов в мировое пространство. Чтобы пояснить нелепость такой ситуации, позволим себе привести такую аналогию. Представьте автомобиль, оборудованный дополнительным бензонасосом – который, при работающем двигателе, откачивает из бензобака топливо и пускает его струйку на дорогу. Именно таким автомобилям должны отдавать предпочтение сторонники гипотезы о термоядерных  реакциях на Солнце» [6].

Кроме таких серьезных аргументов против теории термоядерного синтеза в звездах, я бы добавил еще несколько.

Во-первых, термоядерная реакция – это неуправляемый процесс, она идет спонтанно с постоянно увеличивающимся темпом, лавинообразным увеличением энергии. В конечном итоге, звезда должна взорваться от быстрого нарастания и переизбытка энергии.

Во-вторых, при синтезе водорода выделяется гелий. По оценкам расчетчиков водород быстро иссякнет, а гелий будет в избытке. Наблюдения показывают, что такого дисбаланса между веществами не происходит, несмотря на громадное время существования звезд, в том числе и нашего Солнца.

В-третьих, как объяснить существование в переходный период коричневых карликов. В глубине недр таких звезд нет термоядерных источников, по причине низкой температуры, но они уже светятся, не важно, что свет не желтый, не белый и не голубой.

В-четвертых, температура в центре Солнца, явно недостаточна для того, чтобы за счет кинетической энергии теплового движения протоны могли преодолеть электростатическое кулоновское отталкивание и сблизиться настолько, чтобы вступили в игру ядерные силы. Расхождения весьма серьезные – на три порядка по температуре. «Пойдите, поищите местечко погорячее» – говорили специалисты ядерщики.

И пошли они искать очень горячее местечко, но так и не нашли. Тогда прорыли виртуальный туннель и вот вам, пожалуйста, термояд пошел.

«Изначально Эддингтон, оценив различные параметры Солнца, подсчитал, что температура внутри него должна составлять около 20 миллионов градусов Кельвина (К), тогда как расчеты термоядерных реакций показывали, что для «запуска» необходима температура порядка 100 миллионов кельвинов. Но эту проблему удалось решить благодаря туннельному эффекту. Оказалось, что преодолеть кулоновский барьер можно, и реакция может запуститься при температуре в несколько миллионов кельвинов. Таким образом, источник энергии был найден» [2].

Далее, они пошли искать водород и его должно быть очень много, т.к. для термоядерной реакции нужен именно водород. Водород в оптическом диапазоне найти сложно, поэтому его долго искали, но нашли, что не сделаешь ради поставленной благородной цели. В межзвездном пространстве он светится плохо, но в 1951 году сразу три исследовательских группы зафиксировали радиоизлучение межзвездного водорода. К этому времени как раз начался бум радиоастрономии, в результате оказалось, что водород можно обнаружить в радиодиапазоне на длине волны 21 сантиметр, что позволило сделать количественные оценки его наличия. Оказалось, что его очень много, что внушало оптимизм в появлении неугасимой энергии в новых звёздах.

По сведениям науки водород самый распространенный элемент во Вселенной (75 %). Далее идет гелий, которого в 10 раз меньше, чем водорода. Вот здесь возникает очередной вопрос: почему так мало гелия, если во всех звездах идут термоядерные реакции? Расхождение на порядок говорит об одном, что звезды горят не от действия термоядерных реакций.

Приведу еще один источник (Л. И. Сарычева): «Темп освобождения ядерной энергии оказывается исключительно низким. Например, на Солнце выход энергии на 1 г вещества составляет всего ε~2 эрг/г·с, что намного меньше выделения энергии в человеческом теле на 1 г массы. Процесс протекания термоядерных реакций в звездах похож на холодное тление, а не на горение» [7]. Очередная перекличка с Козыревым: «Звезда горит, а энергию не расходует!» Парадокс!

Так в чем причина столь долгой жизни звезд? Откуда они черпают эту неиссякаемую энергию? Как они вообще загораются? На самом деле все довольно просто, это я пошутил. А с другой стороны, что тут сложного, смотрите сами.

Начну с последнего вопроса: как зажигаются звезды? Для того чтобы зажечь звезду требуется всего одно условие – масса!

Как набирается масса той или иной звезды, сейчас это для нас не столь важно. Не будем вмешиваться во внутренние дела звезд  – это их личное дело, снова пошутил. Но поверку так и выходит, никто не может вмешаться в процесс, когда космические пылинки превращаются в булыжник, астероид, планету, а затем в звезду. Этот процесс нам, коротко живущим существам, не рассмотреть. Совсем другое дело, когда звезда горит. Она своим светом указывает нам путь в кромешной тьме Космоса, да и возле нее всегда можно согреться.

Итак, массы достаточно и свет в виде электромагнитного излучения разлетается в пространство. А что внутри, заглянем?!

В центре звезды мы ничего не увидим кроме протонов и электронов, которые с огромными скоростями передвигаются туда-сюда, и в обратном направлении! Да, еще почувствуем присутствие огромной энергии в виде тепла и давления. Коли есть движение, то можно заключить, что это движение должно превращаться в теплоту. Как я указывал в ранних статьях (разделах), движение или работа не может превратиться сразу в теплоту, они это делают через посредника – электричество. Так зачем изменять себе (движению, электричеству и работе), нужно делать то, что умеем и делать хорошо! (Это я не о себе подобных, это я о природе, т.е. опять о звездах, об их генерации теплоты).

Как электричество превращается в теплоту, мы рассмотрели в статье: «Зона электрических токов» [8]. Но это только малая часть генерируемой энергии, о которой пойдет речь в следующей статье.

Энергетические гипотезы звезд

«Солнце не Бог, а раскаленный камень!» Так высказывался один из первых ученых, греческий философ Анаксагор, который попытался взглянуть на Солнце с научной точки зрения. За еретические высказывания он был брошен в тюрьму и приговорен к смерти. За правду в те времена жестоко карали, а сейчас не карают, поэтому так много ереси под видом правдивости в космологической науке. Анаксагора не казнили благодаря заступничеству авторитетного Перикла.

Время шло, уходило одно поколение учёных, нарождалось новое, но причина генерации солнечной энергии оставалась непонятной и невыясненной вплоть до 19 века. В 1848 году Роберт Майер выдвгает метеоритную гипотезу, согласно которой Солнце нагревается благодаря усиленной бомбардировке метеоритами. Идея вполне адекватная, но для такого бомбометания требовалось огромное количество снарядов, которые также должны падать и на Землю. Это должны продемонстрировать земные геологические напластования, которые состояли бы в основном из метеоритов, но это не наблюдалось в земной коре.

В середине 19-го столетия появляется, кардинальная, на мой взгляд, идея о гравитационном сжатии. Данная гипотеза была предложена Г. Гельмгольцем и Дж. Томсоном (лордом Кельвином) (механизм Кельвина – Гельмгольца). Ученый мир уже было принял данную гипотезу, как наиболее правдоподобную, но основанные на этом механизме расчёты показали максимальный возраст Солнца в 20 млн лет, а время, через которое Солнце потухнет — не более чем в 15 млн лет [2].

После проведенных расчетов выяснилось, что Солнце оказывалось моложе Земли! Между тем геологическая наука уже утвердилась в том, что Земля существует не менее миллиарда лет. О вышеупомянутом механизме и гравитационном сжатии поговорим в следующих двух статьях и более детально.

Говорят из тупикового состояния науку вывел в начале XX в. английский астрофизик Джеймс Хопвуд Джинс (1877—1946). В 1904 г. Джинс предложил идею о внутриатомной энергии. Идеи Джинса на начальном этапе развития астрофизики служили мощным стимулом для исследования звездных недр и атмосфер. Большое значение имеет выведенный в 1905 г., независимо от Дж. У. Рэлея, закон распределения энергии в длинноволновой части спектра абсолютно черного тела. Энергия излучения такого тела зависит от температуры источника. Ранее этим же вопросом занимался другой выдающийся английский физик – лауреат Нобелевской премии за открытие газа аргона лорд Рэлей. Закон назван в честь обоих учёных (закон Рэлея-Джинса), как дань за вклад учёных в теоретическую физику и астрофизику.

В 1917 г. Джинс обратил внимание на то, что при огромных температурах вещество в недрах звезды должно быть полностью ионизовано. Радиоактивное излучение он представлял как аннигиляцию вещества, откуда следовало, что излучение звезд (если оно одной природы с радиоактивностью), то от туда и теплота и высокая температуры внутри них. И эта идея аннигиляции была позднее отвергнута, но мысль Джинса — о внутриатомном характере источника внутризвездной энергии — легла в основу современных теорий эволюции звёзд. Однако и после этого звездные недра оставались полной загадкой.

«Главное в теории Джинса — учет двух факторов: 1) тяготения, стремящегося собрать вещество в отдельные комки или сгустки, и 2) давления, стремящегося выровнять неоднородности, равномерно распределить вещество». [9]. Авторы указанного источника утверждают, что «теория Джинса в том виде, в каком она изложена выше, формально ошибочна, поскольку невозмущенное однородное распределение вещества предполагается стационарным. Между тем в действительности невозмущённое решение должно быть нестационарным».

Теория Джинса ошибочна еще и потому, что она учитывает только два фактора: тяготение и давление, но не учитывает радиационное, фотонное излучение, работающее в тандеме с давлением. В действительности не существует некой предельной массы — масса Джинса, которую необходимо превзойти, чтобы гравитационное сжатие не прекратилось и привело к формированию звезды. Гравитационное сжатие никогда не останавливается на полпути, все зависит от количества вещественной материи, окружающую новоявленную звезду. К примеру, Юпитеру явно не хватило этого вещества, чтобы стать второй звездой.

Так откуда же эта гравитационная энергия берет силы для постоянного энергетического сжатия? Чтобы понять этот механизм нужно двигаться дальше

Источники

1. Библия, Ветхий завет, М., Библейские общества,1995.2. Иванов В.В, Источники энергии звезд, Астрономия в Санкт-Петербургском университете.  URL:  http://www.astro.spbu.ru/?q=node/103

2. Бронштэн В,А,, «Гипотезы о звездах и Вселенной, Наука, 1974.

3. Вибе Д., Рождение звезд: от молекулярных облаков до звездных ассоциаций, издательство Яндекса. URL: https://postnauka.ru/longreads/88754

4. Козырев Н.А., ДАН СССР, 70, 3, (1950) 389-392.

5. Козырев Н.А., ДАН СССР, 79, 2 (1951) 217-220.

6. Гришаев А.А., К вопросу о происхождении Солнца и планет. URL: http://newfiz.narod.ru/bigtela.html

7. Сарычева Л.И., Эволюция звезд. Введение в физику микромира – физика частиц и ядер. Курс лекций для студентов 3-го курса астрономического отделения физического факультета МГУ. URL: http://nuclphys.sinp.msu.ru/astro/astro13.htm

8. Ершов Г.Д., Зона электрических токов. URL: https://gennady-ershov.ru/teplota-treniya/zona-elektricheskix-tokov.html#more-211

9. Зельдович Я.В., Новиков И.Д., Строение и эволюция Вселенной. Главная редакция физико-математической литературы, «Наука», 1975.

Назад Вперед