№11 [104]
00`00``01.11.2011 [Σ=1]
ЖУРНАЛ, ПОСВЯЩЕННЫЙ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ НАУКЕ - «ОРГАНИЗМИКА»
Organizmica.org/.com/.net/.ru
НОВАЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ НАУКА ОРГАНИЗМИКА

Физика

Разделы Организмики

УДК 530.145

«Белая» и «черная» дыры

В.В. Дикусар, А.А. Тюняев, Вычислительный центр им. А.А. Дородницына РАН.

Подписка на журнал «Organizmica» в каталогах:
«Роспечать» - 82846; «Пресса России» - 39245

В докладе изложены новые подходы к исследованию процессов, происходящих в «черных» и «белых» дырах. Базой для этих исследования является Периодическая система ЭЧ, разработанная авторами, которая позволила создать непротиворечивую гипотезу происхождения небесных тел и формирования в них вещества.

1. Введение.
2. Понятия «белые» и «черные» дыры.
3. «Мертвые» и «живые» небесные тела.
3.1. Мертвая планета Марс.
3.2. Мертвое небесное тело Луна.
3.3. Умирающий Меркурий.
3.4. Растущая планета Нептун.
3.5. Растущий спутник Нептуна – Тритон.
3.6. Живой спутник Европа.
3.7. Мертвая планета Венера.
3.8. Зародышевая планета Церера.
3.9. Зародышевая планета Эрида.
4. Уровни мощности процессов в небесных телах.
5. Клубковые орбиты массивных тел.
5.1. «Синхронизация» вращений некоторых небесных тел.
6. Звезды.
7. Заключение.

1. Введение

В работе «Периодическая система элементарных частиц» [1] изложены основные принципы классификации элементарных частиц и предложена Периодическая система элементарных частиц, построенная на этих принципах. Как всякая адекватная модель, эта Периодическая система позволяет предсказать существование еще неоткрытых элементарных частиц, заранее указывая их возможные свойства, особенности, качества. Одной из таких частиц, предложенных в указанной работе, является элементарная частица, которой автор дал название «резон».

Напомним определение: «элементарные частицы» – первичные, далее неразложимые частицы, из которых состоит вся материя. Исходя из определения, к элементарным частицам относятся только частицы класса лептонов (и то не все) и не относятся частицы класса адронов (протоны, нейтроны и др.). Каждая элементарная частица характеризуется тремя параметрами: электрический заряд (η), масса (m), момент количества движения (J). Каждый из параметров может быть включен в состав конкретной элементарной частицы только один раз. При этом единичной массой является масса электрона (1=me), единичным зарядом – заряд электрона (1=e), а единичным моментом количества движения – спин, равный 1/2 (1=1/2). С учетом сказанного формулу элементарной частицы можно представить следующим образом:

(1) O = K±±±K(me;J;e),

где:

O – искомая элементарная частица,

K±±± – управляющая матрица, включающая или не включающая соответствующее «качество» в матрице основного набора этих «качеств»,

K(me;J;e) – матрица основного набора «качеств», с помощью включения которых формируется данная элементарная частица.

С использованием (1) формулы некоторых элементарных частиц выглядят так:

Позитрон = +++K(1;1;1) → e+(1;1;1) → e+(me;J;+e);
Электрон = ++−K(1;1;–1) → e(1;1;–1) → e(me;J;–e);
Нейтрино → O = K±±±K(me;J;e) = ++0K(1;1;0) → ν(1;1;0) → ν(me;J;0).

Как видим, в представленных примерах изменение коснулось только одного – третьего (отсчет слева) – кластера. Если в третьем кластере стоит признак заряда +1, т.е. элементарная частица обладает единичным положительным зарядом, то при единичной массе и единичном спине эта элементарная частица является позитроном. Если в том же кластере заряд представлен –1 и в остальных кластерах параметры сохранены, то эта элементарная частица является электроном. Если же заряд представлен 0 и в остальных кластерах параметры сохранены, то такая элементарная частица отождествляется с нейтрино.

Изменение каждого параметра в каждом кластере происходит аналогично. Каждый параметр может быть представлен одним из трех своих значений: –1, 0, +1. Из комбинаций таких значений формируются совокупные показатели элементарных частиц, по которым происходит их идентификация. Периодическая система элементарных частиц насчитывает 27 элементарных частиц с уникальным набором качеств me, J, e.

Например, элементарные частицы фотон γ+(0;J;0) и антифотон γ–(0;–J;0) являются античастицами по отношению друг к другу только по одному имеющемуся у них параметру – направлению спина. То есть и та, и другая элементарные частицы – это фотоны, только направления их вращения противоположны. Это различие аналогично тому, как существует электрические заряды, отличающиеся только знаками «плюс» и «минус».

С учетом этих представлений элементарных частиц и названных законов взаимодействия между элементарными частицами приобрели понятный вид. Стали более понятны и реакции, протекающие между элементарными частицами. Поскольку каждый кластер может иметь заполнение только: –1, 0 или +1, то вступать в реакцию могут только те элементарные частицы, у которых есть различие хотя бы в одном кластере. Например, при аннигиляции позитрона e+ и электрона e получается два нейтрино ν:

e+(me;J;e) + e(me;J;e) → ν(me;J;0) + ν(me;J;0),

или

e+(1;1;1) + e(1;1;–1) → ν(1;1;0) + ν(1;1;0).

По степени заполнения кластеров существует два крайних варианта:

  1. когда заполнены все три кластера;
  2. когда не заполнен ни один из кластеров.

В первом варианте – это семейство электронов, насчитывающее шесть элементарных частиц, различающихся только знаком заполненного кластера. Этот крайний вариант получает свое развитие уже в следующем по сложности организмическом уровне, представленном химическими элементами и подчиняющемся законам Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Во втором варианте – это всего одна элементарная частица. Она называется «резон» (лат. «начало»), и ее запись имеет вид ρ(0;0;0). С нее начинается Периодическая система элементарных частиц, представляющая организмический уровень элементарных частиц. Несмотря на то что резон имеет нулевые значения массы, спина и заряда, физически резон – это вполне реальная элементарная частица, поскольку в отдельных случаях равенство нулю того или иного параметра наблюдается у других элементарных частиц, а в резоне все частные случаи собраны вместе. Так, резон обладает нулевой массой – как фотон, резон обладает нулевым спином – как заряд, резон обладает нулевым зарядом – как нейтрино. В связи с этим резон не участвует во взаимодействиях.

Проследим некоторые реакции распада и синтеза резона, в которых участвуют пары элементарных частиц (см. (2), (a)–(j)). Любая реакция распада резона отражает фундаментальное понятие – рождение пар. А синтез резона отражает такое понятие, как аннигиляция, т.е. процесс, в котором частица и отвечающая ей античастица превращаются в электромагнитное излучение – фотоны или в другие частицы, кванты физического поля иной природы.

Обобщая это отметим, что если на резон воздействовать, то из него можно «получить» все виды элементарных частиц и все виды квантов материи (см. (2), (a) – (j)).

Более того, в первом акте возникновения вещества – процесса разрыва резонов появляется атом водорода-1. Во втором акте с первым атомом водорода-1 появляется дополнительный атом. В третьем акте – третий и т.д.

(a)      2ρ(0;0;0) → е+(1;1;1) + wе(–1;–1;–1) → 2ρ(0;0;0);
(b)      2ρ(0;0;0) → η+(0;0;1) + η(0;0;–1) → 2ρ(0;0;0);
(c)      2ρ(0;0;0) → γ+(0;1;0) + γ(0;–1;0) → 2ρ(0;0;0);
(d)      2ρ(0;0;0) → φ+(1;0;0) + φ(–1;0;0) → 2ρ(0;0;0);
(2)(e) 2ρ(0;0;0) → δ+(0;1;1) + bδ(0;–1;–1) → 2ρ(0;0;0);
(f)      2ρ(0;0;0) → δ(0;1;–1) + bδ+(0;–1;1) → 2ρ(0;0;0);
(g)     2ρ(0;0;0) → χ+(1;0;1) + bχ(–1;0;–1) → 2ρ(0;0;0);
(h)     2ρ(0;0;0) → χ(1;0;–1) + bχ+(–1;0;1) → 2ρ(0;0;0);
(i)      2ρ(0;0;0) → ν+(1;1;0) + bν(–1;–1;0) → 2ρ(0;0;0);
(j)      2ρ(0;0;0) → ν(1;–1;0) + bν+(–1;1;0) → 2ρ(0;0;0).

В результате запускается термоядерная реакция, превращающая кванты пространства (х, y, z) в начальный химический элемент Таблицы Менделеева – водород-1.

2. Понятия «белые» и «черные» дыры

Повторим еще раз то, о чем мы сказали выше. В первом акте возникновения вещества – процессе разрыва резона – появляется атом водорода-1, во втором акте – рядом с первым атомом водорода-1 появляется второй аналогичный атом, в третьем акте – третий и т.д. В результате запускается термоядерная реакция, которая состоит в перерабатывании квантов пространства (x;y;z) в начальный химический элемент Таблицы Менделеева – водород-1. Эта реакция будет самоподдерживающейся в том случае, если она захватит такие области пространства, в которых уже прореагировавшие атомы водрода-1 сформируют в пространстве нечто похожее на сферу, имеющую значительное непрореагировавшее пространство внутри себя. Это образование можно назвать по аналогии с «черной дырой» – «белая дыра».

Оба определения в физике уже существуют. «Черная дыра» – область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть ее не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). «Белая дыра» – гипотетический физический объект во Вселенной, в область которого ничто не может войти. «Белая дыра» является временнóй противоположностью «черной дыры». Теоретически предполагается, что «белые дыры» могут образовываться при выходе из-за горизонта событий вещества «черной дыры», находящейся в другом времени. На сегодняшний день не известны физические объекты, которые можно достоверно считать «белыми дырами», также нет теоретических предпосылок по методам их поиска (в отличие от «черных дыр», которые должны находиться, например, в центрах крупных спиральных галактик).

О «черных дырах» сейчас многое известно. Например, известно то, что попавшее в поле действия «черной дыры» вещество разбирается в ней на составные части, т.е. на элементарные частицы. Считается, что полученные в результате этого частицы находятся в недрах «черной дыры» под огромным давлением, достигая огромных температур. Вместе с тем известно, что самые старые «черные дыры» к настоящему времени испарились, т.е. перестали существовать.

В таком изложении теории мы имеем дело с нарушением логики и законов сохранения физики. А именно, если «черная дыра» длительное время поглощает вещество и никакое вещество или излучение не могут ее покинуть, то, очевидно, «черная дыра» будет только прибавлять в массе и размерах, а не испаряться. Более того, сейчас выводы о процессах поглощения и излучения иные, чем ранее. В 1973 г. британский физик-теоретик Стивен Хокинг в Москве встретился с советскими учеными Яковом Зельдовичем и Алексеем Старобинским. Они продемонстрировали Хокингу, что в соответствии с принципом неопределенности квантовой механики вращающиеся «черные дыры» должны порождать и излучать частицы [2]. В 1974 г. Хокинг выпустил свою работу с описанием увиденного, и теперь процесс испускания разнообразных элементарных частиц (преимущественно фотонов) «черной дырой» называется излучением Хокинга.

Таким образом, оказалось, что объект, который назван «черной дырой» за то, что он, якобы, не излучает свет, на самом деле все же излучает фотоны, т.е. все-таки излучает свет. В результате этого все поглощающая и ничего не испускающая «черная дыра» с течением времени испаряется. Это, на первый взгляд, набор «нонсенсов», которые, конечно, можно попытаться урегулировать «грамотными» построениями. Но если на эту проблему посмотреть в предлагаемом нами аспекте, то теория вновь примет стройный вид.

Физический смысл «белой дыры» и «черной дыры» выглядит таким. Основной процесс, связывающий пространственный организмический уровень (x;y;z) с организмическим уровнем вещества (me;J;e), – рождение пар. Он имеет и обратное решение, которое называется «аннигиляция». Первый процесс обеспечивает трансформацию пространства в вещество, второй – вещество переводит в пространство. Отсюда вытекает:

Что касается локализации указанных дыр, то можно сказать следующее. Повторим, «белая дыра» – это природное решение проблемы перевода пространства в вещество. Выше показано, что вначале процесс имеет случайный характер, но по мере «разгорания» он превращается в локализованный процесс, имеющий в качестве движущей силы термоядерный синтез. Для создания условий синтеза в «белой дыре» должны присутствовать периферийный активный слой, в котором уже идет реакция термоядерного синтеза, и внутренне локализованная область пространства, которое является «горючим» для последующего синтеза. Внешне «белая дыра» представляет собой небесное тело, которое излучает энергию, гамма-кванты, нейтроны, протоны, некоторые химические элементы и при этом увеличивается в размерах. Это звезды и планеты, которые вследствие этого светятся белым или другими близкими цветами, или же испускают электромагнитное излучение в других диапазонах.

«Черная дыра» является телом, полностью симметричным «белой дыре». В «черной дыре» некоторый тяжелый элемент должен сначала распасться до простого атома водорода-1, который, в свою очередь, затем перейдет в такое состояние, когда электрон и позитрон этого атома водорода аннигилируют с получением кванта пространства – резона. Для реализации этого процесса главную роль играет время: электрон и позитрон в атоме водорода-1 будут двигаться по клубковым орбитам столь долго, что в конце концов столкнутся и замкнут свои орбиты в единое целое, т.е. в резон. Для обеспечения столкновения электрона и позитрона могут потребоваться дополнительные гамма-кванты, или фотоны. Иными словами, внешне «черная дыра» представляет собой саму диссипативную Вселенную, различные мелкие участки которой случайным образом поглощают вещество и свет, аннигилируя их в пространство. Таким объектом является космос или отдельные его образования, природа которых отличается от природы известных небесных тел.

Сейчас считается, что «белые дыры» в теории представляют собой регионы пространства, в которые ничто не может проникнуть, зато сама она рождает материю, выбрасываемую в космос. В теории «белые дыры» спонтанно возникают посреди пустоты, чтобы выбросить во Вселенную вещество и излучение или взорваться. Стивен Хсу (Stephen Hsu) из университета Орегона смоделировал ситуацию, когда «белая дыра» не окружена диском материи, а изолирована в пустом пространстве. Оказалось, что в этом случае решения уравнений, описывающих ее состояние, приводят к неустойчивости, и «белая дыра» спустя какое-то конечное время обязательно взрывается. По механизму и последствиям мгновенный распад «белой дыры» сходен с Большим Взрывом, создавшим Вселенную.

До сих пор не было свидетельств, что такие объекты могут существовать или существовали. Но теперь внимание приковано к аномальной гамма-вспышке GRB 060614, зафиксированной в 2006 г. На ее месте астрономы не нашли никакой сверхновой. Кроме того, параметры вспышки были столь странными, что мировое сообщество затруднилось объяснить источник этой вспышки. Физики Алон Реттер (Alon Retter) и Шломо Хеллер (Shlomo Heller) считают, что эта вспышка является взрывом «белой дыры».

3. «Мертвые» и «живые» небесные тела

Небесное тело, внутри которого продолжает функционировать «белая дыра», является условно «живым». Рост этого тела, формирование температуры и энергии внутри него продолжается. Продуцируется магнитное поле и, как следствие, осуществляется вращательное движение. Продолжается также и пополнение небесного тела вновь синтезированным водородом и другими химическими элементами. На начальном этапе оформления небесного тела главным образом происходит «накачка» его водой. Вода – одно из первых химических соединений, которое синтезируется «белой дырой» будущей планеты. В связи с этим на начальном этапе бóльшая часть нарождающейся планеты буквально залита водой. Вода синтезируется в недрах планеты и поднимается к поверхности в виде родников, гейзеров, различных придонных курильщиков.

Небесное тело, внутри которого «белая дыра» закончила свою деятельность, является условно «мертвым». Оно более не растет, формирование температуры и энергии внутри него прекращается. Магнитное поле исчезает, и прекращается вращение небесного тела (пример – Луна). Водород и другие химические элементы не синтезируются, в силу этого не образуется вода, иссыхают родники, гейзеры и т.п. Далее высыхают моря и океаны. Но вода не испаряется в атмосферу, а забирается из морей и океанов на формирование различных «осадочных» соединений. В результате поверхность планеты остается без воды, а недошедшая из недр планеты вода навсегда застревает в толщах породы.

Для того чтобы понять процессы существования «живых» и «мертвых» небесных тел, рассмотрим известные данные о некоторых из них.

3.1. Мертвая планета Марс

«Мы думали, что в Солнечной системе нет «эмбрионов» планет,
доступных для исследования, но, когда мы изучаем Марс,
мы на самом деле смотрим на «зародыш»,
который мог стать планетой, похожей на Землю
».

Али Пурман (Ali Pourmand), университет Чикаго

Мертвой планетой является Марс. Само имя «Марс» буквально означает «Сын Мары», т.е. Мертвый. Астрономический символ – ♂ (мифологически символ показывает, что душа покинула планету). Масса Марса составляет 6,4185×1023 кг, т.е. 0,107 земной. Экваториальный радиус Марса равен 3396,9 км (53,2% земного), период вращения – 24 часа 39 минут и 36 секунд, наклон оси – 24,94°. Марс имеет период вращения и смену времен года, аналогичные земным, но его климат значительно холоднее и суше. Состав атмосферы Марса: 95,32% углекислый газ; 2,7% азот; 1,6% аргон; 0,2% кислород; 0,07% угарный газ; 0,03% водяной пар; 0,01% окись азота. Из-за низкого давления вода в жидком состоянии не может существовать на поверхности Марса.

То, что Марс является мертвой планетой, подтверждает следующий факт: у Марса отсутствует магнитное поле. В пользу этого также свидетельствуют данные, позволяющие предположить, что со временем изменилась скорость вращения Марса [3]. Современные ученые объясняют это тем, что механизм «планетарного динамо», ответственный за магнитное поле Земли, на Марсе не работает. То есть, по нашей теории, «белая дыра», находящаяся внутри Марса, перестала функционировать.

По современным оценкам формирование ядра Марса совпало с периодом раннего вулканизма и продолжалось около 1 млрд лет, т.е. в течение этого периода Марс был обычной живой планетой. Примерно такое же время заняло частичное плавление мантийных силикатов. Далее последовала остановка вращения ядра, т.е. прекращение функционирования «белой дыры», и потеря магнитного поля. Это произошло около 4 млрд лет назад, предположительно в результате столкновения с крупным небесным телом; по нашим данным это событие состоялось в результате «выгорания» внутреннего пространства «белой дыры». Тогда же был потерян основной объем атмосферы, и теперь, в отличие от Земли, на Марсе нет движения литосферных плит, т.е. Марс как планета сейчас не растет. Зафиксированные аппаратами полосы чередования магнетизма демонстрируют тектонику плит давностью 4 млрд. лет – до того, как «динамо-машина» («белая дыра») планеты прекратила выполнять свою функцию.

Геологическая история Марса включает в себя всего три эпохи.

  1. Ноачианская эпоха (4,5 млрд. – 3,5 млрд. лет назад). Формирование наиболее старой, сохранившейся до наших дней поверхности Марса; в этот период поверхность была изрубцована многочисленными ударными кратерами; плато провинции Фарсида было, вероятно, сформировано в это время с интенсивным обтеканием водой позднее.
  2. Хесперианская эпоха (от 3,5 млрд. лет до 2,9 – 3,3 млрд. лет назад). Отмечена образованием огромных лавовых полей.
  3. Амазонская эпоха (от 2,9 – 3,3 млрд. лет назад до наших дней). Районы, образовавшиеся в эту эпоху, имеют очень мало метеоритных кратеров, но во всем остальном они полностью различаются. Сформирована гора Олимп; в других частях Марса разливались лавовые потоки.

Дополнительно скажем, что в прошлом условия на Марсе были иными. Наблюдения в течение последнего десятилетия позволили обнаружить в некоторых местах на поверхности Марса слабую гейзерную активность [4]. Наблюдения также показали, что имела место смена магнитных полюсов. Известно также, что в прошлом атмосфера Марса могла быть более плотной, а климат – теплым и влажным; на поверхности Марса существовала жидкая вода, и шли дожди. Данные марсоходов НАСА «Спирит» и «Оппортьюнити» свидетельствуют о наличии воды в прошлом – найдены минералы, которые могли образоваться только в результате длительного воздействия воды. Данные других марсоходов позволяют предположить, что вода ранее покрывала бóльшую часть поверхности Марса.

На Марсе имеется множество геологических образований, напоминающих водную эрозию, в частности, высохшие русла рек. Последние данные предполагают существовании рек на протяжении геологически значимых промежутков времени. В частности, обнаружены инвертированные русла (т.е. русла, приподнятые над окружающей местностью). На Земле подобные образования формируются благодаря длительному накоплению плотных донных отложений с последующим высыханием и выветриванием окружающих пород. Кроме того, есть свидетельства смещения русел в дельте реки при постепенном поднятии поверхности.

Орбитальный зонд «Марс Одиссей» обнаружил, что под поверхностью Красной планеты есть залежи водяного льда [5]. Позже это предположение было подтверждено и другими аппаратами. Окончательно вопрос о наличии воды на Марсе был решен в 2008 г., когда зонд «Феникс», опустившийся на поверхность планеты вблизи северного полюса, получил воду из марсианского грунта [6]. Данные аппарата «Марсианский разведывательный спутник» позволили обнаружить ледник толщиной в сотни метров и площадью в тысячи квадратных километров.

Особый интерес представляют полярные шапки Марса. Они состоят из двух составляющих: сезонной (углекислого газа) и вековой (водяного льда). По данным со спутника «Марс Экспресс» толщина шапок может составлять от 1 м до 3,7 км. Полярные шапки могут достигать широты 50°. По наблюдениям с космического аппарата НАСА «Марс Глобал Сервейор» некоторые части южной полярной шапки Марса постепенно отступают. Диаметр постоянной части северной полярной шапки составляет 1000 км.

Полушария Марса сильно различаются по характеру поверхности. В южном полушарии поверхность приподнята на 1–2 км над средним уровнем и густо усеяна кратерами. Эта часть Марса напоминает лунные материки. На севере бóльшая часть поверхности находится ниже среднего уровня. Здесь мало кратеров, и основную часть занимают относительно гладкие равнины, образовавшиеся, вероятно, в результате эрозии (водной?). Граница между полушариями следует примерно по большому кругу, наклоненному на 30° к экватору. Граница широкая, неправильная и образует склон в направлении на север. Вдоль нее встречаются самые эродированные (водой?) участки марсианской поверхности – возможно, они вызваны приливами и отливами, существовавшими на Марсе в прошлом.

Асимметрию полушарий обычно объясняют тем, что на раннем геологическом этапе литосферные плиты «съехались» в одно полушарие, подобно континенту Пангея на Земле, а затем «застыли» в этом положении. Другая гипотеза опирается на традиционное столкновение Марса с космическим телом. Большое количество кратеров в южном полушарии предполагает, что поверхность здесь древняя – 3–4 млрд лет. Поверхность Марса состоит главным образом из базальта. Основная составляющая почвы – кремнезем (20 – 25%), содержащий примесь гидратов оксидов железа (до 15%). Имеются значительные примеси соединений серы, кальция, алюминия, магния, натрия (единицы процентов для каждого) [7].

На вулканической возвышенности Фарсида обнаружено несколько необычных глубоких колодцев. Судя по снимку аппарата «Марсианский разведывательный спутник», сделанному в 2007 г., один из них имеет диаметр 150 м, а освещенная часть стенки уходит в глубину не менее чем на 178 м.

Эту планету бессмысленно исследовать на предмет возможной колонизации и «оживления». Бессмыслен также проект по развитию добычи полезных ископаемых на Марсе, хотя…

В слоях, которые формировались 4,5 – 3,3 млрд. лет назад при действующей «белой дыре», возможно, будут обнаружены свидетельства наличия жизни уровня пракариотов.

У Марса есть два спутника – Фобос и Деймос. Оба спутника всегда повернуты к Марсу одной и той же стороной. Фобос приближается к Марсу, а Деймос удаляется. Оба спутника имеют форму, приближающуюся к трехосному эллипсоиду, Фобос (26,6×22,2×18,6 км – 1,43(1,19):1,19:1) несколько крупнее Деймоса (15×12,2×10,4 км – 1,44(1,23):1,17:1). Поверхность Деймоса выглядит гораздо более гладкой. На Фобосе вещество, выброшенное при ударах метеоритов, либо наносило повторные удары по поверхности, либо падало на Марс.

3.2. Мертвое небесное тело Луна

«Расчеты термической истории Луны показывают,
что вскоре после ее образования недра были разогреты
радиоактивным теплом и в значительной мере расплавлены,
что привело к интенсивному вулканизму на поверхности
».

БСЭ, ст. «Луна».

Луна – пятый по величине естественный спутник планет Солнечной системы. Имя спутника буквально означает ностратическое «Дракон» (отсюда «драконический» месяц).

Тепловой поток из недр Луны примерно втрое меньше, чем из недр Земли. «Луна-1» в 1959 г. установила отсутствие однородного магнитного поля на Луне [8]. Результаты исследований ученых Массачусетского технологического института подтверждают гипотезу, что у Луны было жидкое ядро, которое «остановилось» около 4,5 млрд. лет назад. Экспериментально удалось доказать, что на раннем этапе у Луны соответственно было магнитное поле, по природе аналогичное земному.

Залежи воды на Луне также приурочены к древнему периоду спутника, к временам, когда его «белая дыра» функционировала. В июле 2008 г. группа американских геологов из Института Карнеги и Университета Брауна обнаружила в образцах грунта Луны следы воды, в большом количестве выделявшейся из недр спутника опять-таки на ранних этапах его существования. Считается, что позднее бóльшая часть этой воды испарилась в космос. Российские ученые с помощью созданного ими прибора LEND, установленного на зонде LRO, выявили участки Луны, наиболее богатые водородом. На основании этих данных в ноябре 2009 г. НАСА сообщило об обнаружении в кратере Кабеус в районе южного полюса воды в виде льда. Радар Mini-SAR, установленный на индийском лунном аппарате Чандраян-1, обнаружил в районе северного полюса не менее 600 млн. тонн воды, бóльшая часть которой представляет собой ледяные глыбы, покоящиеся на дне лунных кратеров. Вода была обнаружена более чем в 40 кратерах.

· По нашей версии, Луна начала формироваться как обычная планета. Внутренняя «белая дыра» была достаточно мощной, что позволило достичь синтеза железа и никеля. Как и Земля, Луна стала твердым небесным телом около 4,5 млрд. лет назад. В это же время «белая дыра» внутри Луны прекратила функционировать. Луна успела достичь величины 1% от размера Земли. Прекратился рост Луны и вулканическая деятельность. Исчезло магнитное поле. Стало замедляться вращение Луны. Прекратились синтез водорода и поставка воды в верхние слои планеты. Уже имеющаяся вода израсходовалась на различные химические реакции. Луна высохла.

3.3. Умирающий Меркурий

Меркурий – самая маленькая планета земной группы. Меркурианские звездные сутки равны 58,65 земных суток, т.е. 2/3 меркурианского года. Такая соизмеримость периодов вращения вокруг собственной оси и обращения Меркурия вокруг Солнца является уникальным для Солнечной системы явлением. В результате солнечные сутки на Меркурии длятся два меркурианских года, или трое меркурианских звездных суток. По своим физическим характеристикам Меркурий напоминает Луну, сильно кратерирован.

Радиус Меркурия составляет всего 2439,7 ± 1,0 км. Масса планеты равна 3,3×1023 кг. Планета обладает источником магнитного поля, мощность которого составляет 1% земного. Магнитное поле Меркурия имеет дипольную структуру и в высшей степени симметрично, а его ось всего на 2º отклоняется от оси вращения планеты. Считается, что магнитное поле Меркурия, так же как и у других планет, образуется в результате эффекта «динамо», т.е. таким же способом, каким оно образуется и на Земле. По распространенной сейчас версии этот эффект, возможно, является результатом циркуляции жидкого ядра планеты. Меркурий имеет выраженный эксцентриситет вращения.

При пролете космического аппарата «Маринер-10» около Меркурия было установлено наличие у планеты предельно разреженной атмосферы, давление которой в 5×1011 раз меньше давления земной атмосферы. Состав атмосферы Меркурия: 31,7% – калий; 24,9% – натрий; 15,1% – кислород; 7,0% – аргон; 5,9% – гелий; 5,2% – азот; 3,6% – углекислый газ; 3,4% – вода; 3,2% – водород. Обнаружение значительного числа родственных воде ионов, таких как O+, OH и H2O+, свидетельствует о наличии в прошлом воды. Радарные исследования приполярных областей планеты показали присутствие сильно отражающего радиоволны вещества [9], скорее всего водяного льда.

Имя «Меркурий» буквально означает «Меркнущий» в значении «Умирающий», т.е. эта планета медленно умирает. Важным различием гористых ландшафтов Меркурия и Луны является присутствие на Меркурии многочисленных зубчатых откосов, простирающихся на сотни километров – эскарпов. Изучение их структуры показало, что они образовались при сжатии, сопровождавшем остывание планеты. В результате этого сжатия площадь поверхности Меркурия уменьшилась на 1%. Наличие на поверхности Меркурия хорошо сохранившихся больших кратеров говорит о том, что в течение последних 3 – 4 млрд. лет там не происходило в широких масштабах движения участков коры, а также отсутствовала эрозия поверхности. А 5 февраля 2008 г. группой астрономов из Бостонского университета под руководством Джеффри Бомгарднера было объявлено об открытии кометоподобного хвоста у планеты Меркурий длиной более 2,5 млн. км. Обнаружили его при наблюдениях с наземных обсерваторий в линии натрия.

3.4. Растущая планета Нептун

Нептун – восьмая, самая дальняя, четвертая по диаметру и третья по массе планета Солнечной системы. Масса Нептуна в 17,2 раза, а диаметр экватора в 3,9 раза больше таковых у Земли. Звездный период обращения вокруг оси 16 часов и 6 минут. По составу Нептун близок к Урану. Обе планеты составляют отдельную категорию «ледяных гигантов», а также отличаются по составу от более крупных планет-гигантов – Юпитера и Сатурна.

Известно, что состав атмосферы Нептуна: 80±3,2% – водород (H2), 19±3,2% – гелий, 1,5±0,5% – метан, ~0,019% – дейтерид водорода (HD), ~0,00015% – этан. В верхних слоях атмосферы водород и гелий составляют соответственно 80 и 19%. В стратосфере обнаружены следы циановодорода и угарного газа. Стратосфера Нептуна более теплая, чем стратосфера Урана из-за более высокой концентрации углеводородов. Льды: аммиачные, водные, гидросульфидно-аммониевые (NH4SH), метановые.

Ядро Нептуна, как и ядро Урана, состоит главным образом изо льдов и горных пород. В центре Нептуна температура составляет по различным оценкам от 5400K до 7000–7100°C, что сопоставимо с температурой на поверхности Солнца и сравнимо с внутренней температурой большинства известных планет. Термосфера планеты имеет аномально высокую температуру – около 750ºК, не сочетающуюся со степенью удаленности от Солнца. Причины этого явления не выяснены. Есть предположение, что это следствие атмосферного взаимодействия с ионами в магнитном поле планеты. По другой теории, основой механизма разогревания являются волны гравитации из внутренних областей планеты, которые рассеиваются в атмосфере. Но обе теории, скорее всего, неверны, поскольку не находят себе подтверждения для других планет.

Температура устойчиво повышается при движении к центру Нептуна. Как и в случае с Ураном, механизм нагрева неизвестен. Уран излучает в 1,1 раза больше энергии, чем получает от Солнца, Нептун – в 2,61 раза. Предполагается, радиогенный нагрев ядром планеты (как Земля греется калием-40, к примеру).

Магнитное поле Нептуна имеет вид т. наз. «наклонного ротатора». Географические и магнитные полюса Нептуна, если представить его поле дипольным эквивалентом, оказались под углом друг к другу более 47°. Таким образом, при вращении планеты ее магнитное поле описывает конус. Считается, что такая ориентация магнитосферы в пространстве может быть вызвана приливами во внутренних областях, т.е. конвективными перемещениями жидкости в тонкой сферической прослойке электропроводных жидкостей этих двух планет (предполагаемая комбинация из аммиака, метана и воды), что приводит в действие «гидромагнитное динамо» [10].

В диапазоне радиоволн Нептун является источником непрерывного излучения и нерегулярных вспышек, объясняемых вращающимся магнитным полем планеты.

3.5. Растущий спутник Нептуна – Тритон

Тритон имеет диаметр 2706 км, что составляет 78% диаметра Луны (3474 км). И тем не менее, его поверхность покрыта метановым и азотным льдом. Как и на Плутоне, на Тритоне азотные льды покрывают около 55% поверхности, 20–35% приходится на водяной лед и 10–25% – на сухой лед; незначительно количество замерзшего метана и угарного газа – 0,1% и 0,05% соответственно. Вблизи экватора на обращенной к Нептуну стороне Тритона обнаружены, по крайней мере, два образования, напоминающие замерзшее озеро, с террасами на берегах с высотой ступеней до километра. Их возникновение, по-видимому, связано с последовательными эпохами замерзания и плавления, с каждым разом охватывавшими все меньший объем вещества. Полагают, что в основе террас лежит водяной лед. Не исключено, что в результате приливного взаимодействия на Тритоне в течение миллиардов лет могла существовать жидкость.

Тритон является одним из трех спутников планет Солнечной системы, имеющих атмосферу (наряду с Ио и Титаном). Содержание азота в атмосфере – 99,9 %, метана – 0,1%. Указывается на возможность существования под ледяной корой Тритона жидкого океана, подобного океану Европы. Давление у поверхности достигает 15 микробар, что составляет примерно 1/70000 от давления Земной атмосферы на уровне моря. Считается, что ранее Тритон имел более плотную и мощную атмосферу. Более того, на Тритоне зафиксированы протяженные облака на высоте около 100 км над поверхностью.

На поверхности Тритона мало ударных кратеров, что говорит о геологической активности спутника. По мнению ряда исследователей, возраст поверхности Тритона не превышает 100 млн. лет. В области полярной шапки имеются многочисленные темные полосы, которые являются результатами действия гейзероподобных выбросов. Действующие гейзеры Тритона выбрасывают вещество на несколько километров вверх.

Тритон по спирали двигается к Нептуну и, в конечном счете, будет разрушен при достижении предела Роша. Заметим, что Луна, напротив, удаляется от Земли. Оба этих явления объясняются одними и теми же «приливными» силами.

3.6. Живой спутник Европа

Диаметр Европы составляет 3138 км – всего на 300 км меньше диаметра Луны. Но Европа полностью покрыта слоем воды толщиной, предположительно, около 100 км. Сначала идет ледяная поверхностная кора толщиной 10–30 км. Далее следует подповерхностный жидкий океан. Ниже залегают горные породы, и в центре, предположительно, находится небольшое металлическое ядро.

Поверхность Европы очень ровная. Высокое альбедо спутника свидетельствует о том, что поверхностный лед довольно чистый, и, следовательно, «молодой». Количество кратеров невелико, имеется только три кратера диаметром свыше 5 км, что также говорит об относительной молодости поверхности. По оценкам, ее возраст не превышает 30 млн лет, и, следовательно, Европа обладает высокой геологической активностью.

На поверхности спутника имеются протяженные полосы, покрытые рядами параллельных бороздок. Центр полос светлый, а края темные и размытые. Предположительно, полосы образовались в результате серий криовулканических водных извержений вдоль трещин. При этом темные края полос, возможно, сформировались в результате выброса на поверхность газа и осколков пород. Имеются и полосы другого типа [1], которые, как полагают, образовались в результате «расползания» двух поверхностных плит с дальнейшим заполнением трещины веществом из недр спутника.

Рельеф некоторых частей поверхности позволяет предположить, что в этих участках поверхность когда-то была полностью расплавлена, и в воде даже плавали льдины и айсберги. Причем видно, что льдины (вмороженные ныне в ледяную поверхность) ранее образовывали единую структуру, но затем разъехались и повернулись. Этот участок с «вмороженными льдинами» свидетельствует о возможном полном расплавлении некоторых участков поверхности в прошлом

Вышеприведенные характеристики поверхности Европы свидетельствуют о существовании жидкого океана под ледяной коркой на ее поверхности. Глубина океана – до 90 км; его объем превышает объем мирового океана Земли. Тепло, необходимое для поддержания его в жидком состоянии, предположительно вырабатывается за счет приливных взаимодействий (в частности, приливы поднимают поверхность спутника на высоту до 30 метров). В то же время существует и альтернативная теория, объясняющая характер поверхности наличием не жидкого океана, а слоя мягкого льда.

Существование подповерхностного океана подтверждается переменным характером магнитного поля Европы. Если бы поле образовалось под действием ферромагнитного ядра, то оно было бы гораздо стабильнее и слабее. Магнитные полюса расположены вблизи экватора спутника и постоянно смещаются. Имеет место корреляция изменения мощности и ориентации магнитного поля с прохождением Европы через магнитное поле Юпитера. Это можно объяснить лишь наличием токопроводящей жидкости (воды) под поверхностью спутника: сильное магнитное поле Юпитера вызывает электротоки в соленом океане Европы, которые и формируют ее необычное магнитное поле.

Спектральный анализ темных линий и пятен на поверхности показал наличие солей, в частности, сульфата магния («английская соль»). Красноватый оттенок позволяет предположить наличие также сернистых и железистых веществ. По-видимому, эти соли содержатся в океане Европы. Кроме того, обнаружены следы перекиси водорода и сильных кислот.

3.7. Мертвая планета Венера

Венера довольно близка по своим размерам к Земле. Радиус планеты равен 6051,8 км (95% земного), масса – 4,87×1024кг (81,5% земной), средняя плотность – 5,24 г/см³. Ускорение свободного падения на Венере равно 8,87 м/с². Венера имеет обратное направление вращения, т.е. противоположное движению планет вокруг Солнца. При этом один оборот вокруг своей оси по отношению к Земле Венера совершает за 146 суток, а синодический период ровно в четыре раза больше – 584 суток. В результате в каждом нижнем соединении Венера обращена к Земле одной и той же стороной. Пока неизвестно, является ли это совпадением, или же здесь действует какая-то связь между Землей и Венерой.

Состав атмосферы Венеры: ~96,5% – углекислый газ, ~3,5% – азот, 0,015% – диоксид серы, 0,007% – аргон, 0,002% – водный пар, 0,0017% – угарный газ, 0,0012% – гелий, 0,0007% – неон; сероксид углерода, хлороводород, фтороводород – следы.

Поверхность Венеры носит на себе яркие черты вулканической деятельности, а атмосфера содержит большое количество серы. Сотрудник Института исследований Солнечной системы Общества Макса Планка (ФРГ) Дмитрий Титов привел следующий пример: основной серосодержащий газ на Венере – это двуокись серы. Но когда мы начинаем моделировать химию атмосферы на компьютере, то выясняется, что двуокись серы должна быть «съедена» поверхностью в течение геологически короткого времени. Этот газ должен исчезнуть, если нет какой-то постоянной подпитки. Ее приписывают, как правило, вулканической активности. Некоторые эксперты полагают, что вулканическая деятельность на Венере продолжается и сейчас. Однако явных доказательств этому не найдено, не замечено также лавовых потоков.

В 2009 г. была опубликована карта южного полушария Венеры, составленная с помощью аппарата «Венера-экспресс». На основе данных этой карты возникли гипотезы о наличии в прошлом на Венере океанов воды и сильной тектонической активности. Полагают, что в глубокой древности Венера сильно разогрелась, и океаны, подобные земным, которыми, как считается, Венера обладала, полностью испарились. Другая гипотеза полагает, что водяной пар из-за слабости магнитного поля поднялся так высоко над поверхностью, что был унесен солнечным ветром в межпланетное пространство.

Крайне низкое количество ударных кратеров свидетельствует в пользу того, что поверхность Венеры относительно молода, и ей приблизительно 500 млн. лет. Нет никаких свидетельств тектонического движения плит на Венере. 90% поверхности планеты покрыто застывшей базальтовой лавой.

Собственное магнитное поле планеты отсутствует, т.е. Венера умерла, а сейчас просто остывает.

3.8. Зародышевая планета Церера

Планета Церера имеет сферическую форму радиусом около 475 км и по своим размерам превосходит многие крупные спутники планет-гигантов. Орбита Цереры лежит между орбитами Марса и Юпитера и весьма планетообразна: слабоэллиптична (эксцентриситет 0,08), имеет умеренный (10°) наклон к плоскости эклиптики, большая полуось орбиты составляет 2,76 а.е., период обращения вокруг Солнца – 4,6 года. Период вращения Цереры – 9 ч 05 мин, наклон оси вращения к плоскости орбиты – менее 4°. Церера содержит 32% общей массы пояса. Ее масса равна 9,5×1020 кг, что в 6000 раз уступает массе Земли.

Церера, как предполагается, имеет каменное ядро и ледяную мантию. Поверхность Цереры, вероятно, представляет собой смесь водяного льда и различных гидратированных минералов, таких как карбонаты и глины. Судя по низкой плотности Цереры, она содержит значительное количество льда, до 20–30% по массе, что эквивалентно ледяной мантии толщиной 60–100 км.

На начальном этапе существования ядро Цереры могло разогреваться за счет радиоактивного распада, и, возможно, какая-то часть ледяной мантии находилась в жидком состоянии. Местами под поверхностью возможны океаны жидкой воды. Наблюдения в инфракрасном диапазоне показали, что средняя температура поверхности составляет 167ºК (–106°C), в перигелии она может достигать 240ºК (–33°C). Остается открытым вопрос о наличии на Церере сейчас или в прошлом криовулканизма.

3.9. Зародышевая планета Эрида

Последняя, десятая планета Солнечной системы – Эрида – имеет массу 1,67×1022 кг, плотность >2,5 г/см³, период обращения вокруг Солнца 557 лет, а орбита наклонена под углом 44,177° к плоскости эклиптики. Радиус Эриды равен 1170 км, период вращения – 8 ч, альбедо – 90%. Спектроскопические наблюдения показывают, что на поверхности Эриды лежит метановый снег, чем и объясняется высокое альбедо. В нем присутствует примесь азотного льда, доля которого растет с глубиной. Этим Эрида похожа на Плутон и спутник Нептуна Тритон.

4. Уровни мощности процессов в небесных телах

«Белая дыра», которая формирует небесное тело, на протяжении времени функционирует по-разному. Первая стадия – атака. Этот период длится с самого начала «включения» «белой дыры» до момента достижения «белой дырой» максимума своей активности (или, может, лучше сказать – продуктивности). Второй этап – спад. Это период, когда «белая дыра» несколько сбавляет свою активность, достигая некоторого уровня, располагающегося между максимумом активности и нулевым уровнем. Третий этап – пьедестал. Это период, когда после некоторого падения во втором этапе продуктивность «белой дыры» стабильна достаточно длительное время. И последний, четвертый этап – последействие. Это период, который начинается после «выключения» «белой дыры» и продолжается до полного разложения (остывания) планеты.

Эти четыре этапа для каждой планеты характеризуются своими, уникальными параметрами различной мощности, интенсивности и продолжительности. Максимальный уровень мощности, который достигает «белая дыра», определяет, каким будет химический состав новой планеты (чем большей мощностью обладает при запуске «белая дыра», тем более тяжелые химические элементы сможет она синтезировать).

Но начинается синтез вещества любой по мощности «белой дырой» с самого легкого в мире химического элемента – водород-1. Это водород, атом которого состоит только из протона и электрона. На синтез водорода-1 тратится самое малое количество энергии по сравнению со всеми возможными реакциями синтеза химических элементов (см. дальше). Чем дальше от начала таблицы Менделеева стоит химический элемент, тем больше энергии тратится на его синтез. Каждая «белая дыра» уникальна по своей мощности. В силу этого по тому, каков химический состав планеты или звезды, можно судить о мощности «белой дыры», находящейся в ее недрах.

На рис. 1 показаны примерные графики жизни различных небесных тел. Самыми холодными в смысле ядерного синтеза являются звезды. Несмотря на то, что они выглядят, как огромные небесные тела, во много раз превосходящие по размерам нашу Землю, звезды образованы специфическими «белыми дырами», которые являются маломощными, но долго действующими. Мощность звездной «белой дыры» определяется химическими элементами, распознаваемыми в составе конкретных звезд. Обычно это водород, гелий и еще несколько элементов, располагающихся у самого начала таблицы Менделеева.

Гораздо большего уровня по достигаемому уровню мощности «белыми дырами» образованы газовые гиганты, типа Юпитера и Сатурна. В них мы уже находим синтезированными гораздо более тяжелые вещества.

Но самыми мощными «белыми дырами» формируются планеты с твердым покровом типа нашей Земли. Здесь уровень мощности «белой дыры» таков, что позволяет синтезировать самые тяжелые химические элементы, типа урана.

Вертикальная шкала на рис. 1 градуирована произвольным образом, в отвлеченных значениях, которые между собой сохраняют реальность соотношений. Поэтому, допустим, уровень «20» соответствует такой мощности «черной дыры», при которой идет синтез водорода и гелия. При уровне «30» синтезируются другие легкие элементы. А при уровне «80» синтезируются элементы урановой группы. Причем, как видно из графиков, чем ближе химический элемент стоит к началу Периодической таблицы, т.е. чем он легче, тем более длительным является период времени, на протяжении которого этот элемент синтезируется. А значит, и процентное соотношение его в составе всей совокупности небесных тел будет больше.


Рис. 1. Уровни мощности небесных тел.

С другой стороны, более тяжелые химические элементы могут быть синтезированы только в тот период времени, когда мощность «белой дыры» превышает уровень энергии, необходимый для такого синтеза. На рис. 1 такие условия (> 80 единиц) достигаются только для «твердой планеты» (линия коричневого цвета) и то, только в промежутке времени с 4,3 млрд лет до 2 млрд лет назад. Ни в более ранние, ни в более поздние эпохи эти условия не повторялись, а это значит, что соответствующие химические элементы (или их соединения) не синтезировались. Это объясняет то, почему разные геологические ископаемые сформировались в разные эпохи (см. дальше).

Считается, что «внутренние изменения нуклидного состава массивных звезд, а следовательно, и отдельные этапы их эволюции можно отобразить схемой, приведенной на рис. 2. Последняя стадия звезды не может существовать долго, так как в ее центре термоядерные реакции угасают. Это состояние звезды называется предсверхновой, предшествующее взрыву звезды вследствие нарушения в ней равновесия [11]. При этом предлагается такая схема эволюции звезды (рис. 2), в которой звезда, эволюционируя, увеличивается в двух направлениях: 1) в геометрических размерах – пропорционально третьей степени; 2) в массовом отношении – накапливая тяжелые химические элементы. То есть из звезды фазы главной последовательности звезда превращается в предсверхновую звезду, увеличивая количество вещества внутри себя на пять–семь, а то и больше порядков. Возникает закономерный вопрос: за счет каких процессов?


Рис. 2. Схема эволюции основного нуклидного состава массивной звезды.

Ведь даже при протон-протонном синтезе закон сохранения соблюдается: из первоначальных шести ядер получаются два свободных протона и ядро гелия-4, т.е. всего тоже шесть ядер. Науке не известен механизм «подсоса» вещества растущей звездой. С другой стороны, обращая внимание на все тот же протон-протонный синтез, мы обнаруживаем, что в результате него вещество уплотняется. А именно, до начала синтеза было шесть свободных атомов водорода, которые, являясь легчайшим газом, могли занимать наибольший объем. После реакции атомов стало всего три: два протона и один атом гелия, т.е. вещество в целом стало плотнее. Если плотность водорода до реакции принять за 1 (6/6=1), то средняя плотность после реакции стала равна двум (6/3=2).

Таким образом, если звезда развивается только за счет первоначального количества «впрыснутого» в нее вещества, то по мере прохождения реакций нуклеосинтеза она должна уменьшаться в размерах.

5. Клубковые орбиты массивных тел

Выше мы показали, что незаряженная частица в отсутствие сторонних сил и излучений будет двигаться равномерно и прямолинейно. Если же телу сообщить электрический заряд, то оно станет двигаться по клубковой орбите, описываемой выражением

(3) Fl = q [v × B].

Из этого выражения видно, что сила Лоренца, закручивающая заряд с некоторым радиусом, прямо пропорциональна величине электрического заряда. В такой же зависимости от величины электрического заряда находится магнитная индукция. И еще: по закону сохранения импульса, чем выше масса тела, тем меньше скорость тела, при той же величине импульса.

Из всего этого может вытекать следующее. Если величина электрического заряда будет единичной, то электрический заряд (тело, имеющее единичный электрический заряд) будет двигаться по замкнутой клубковой орбите радиуса r1. Сообщая этому же телу дополнительный электрический заряд, можно изменить все остальные члены выражения (3): уменьшается линейная скорость v и уменьшается радиус орбиты и становится r2 < r1. А если заряд будет много больше единичного, q2 >> q1, то радиус орбиты его движения станет много меньше радиуса движения единичного заряда: r2 << r1.

Эти соображения по отношению к химическим элементам приводят к следующему выводу. Самым большим радиусом орбиты обладает атом водорода. Далее, с увеличением заряда атомного ядра орбита уменьшается, и в итоге получается, что химические элементы с бóльшими порядковыми номерами в Периодической таблице химических элементов обладают мéньшими радиусами атомов, т.е. занимают в пространстве мéньший объем.

По отношению к небесным телам эта же зависимость приводит к следующему. «Белая дыра», работающая внутри небесного тела, формирует электромагнитное поле. Чем большего значения достигает это поле, тем более высокую скорость вращения это поле сообщает телу. С другой стороны, чем выше заряд этого поля, тем, как мы уже сказали, меньше радиус клубкового вращения, которое осуществляет центр небесного тела. Поэтому «живое» небесное тело, у которого внутри действует «белая дыра», вращается вокруг своего центра. И по мере этого вращения, вслед за изменением наклона клубковых витков, меняется и положение оси, вокруг которой вращается это тело.

В силу клубкового вращения небесных тел происходит медленное закручивание оси вращения небесного тела в ту сторону, которая определена полярностью общего заряда тела. В результате этого закручивания происходит смена магнитных полюсов небесного тела.

В силу клубкового вращения, если скорость вращения велика или еще не стабилизирована явлением самоиндукции, небесное тело может вращаться так, что его центр будет описывать некоторую окружность. Внешне это может выглядеть, как результат вращения сдвоенных или даже строенных звездных структур, т.е. двойных звезд.

5.1. «Синхронизация» вращений некоторых небесных тел

Известны парные системы небесных тел, в которых одно из тел по отношению к другому повернуто всегда одной стороной. Такой системой является Земля с Луной. Луна повернута к Земле всегда одной стороной. В поисках причин этой удивительной синхронизации сломано много копий. Есть даже теории, развивающие внешнее управление положением Луны.

Между тем, в рамках излагаемого нами материала эта особенность связи некоторых небесных тел объясняется вполне закономерными явлениями. Как известно, Земля является живой планетой. То есть «белая дыра», расположенная в ее недрах, продолжает рождать вещество, а вместе с ним и магнитное поле. В силу этого Земля как магнит притягивает другие тела и, в частности, Луну, поддерживая ее на внешней круговой орбите.

Луна, со своей стороны, является мертвым небесным телом. Ее «белая дыра» перестала функционировать более 2 млрд. лет назад. Вследствие этого Луна перестала вращаться вокруг своей оси. Со временем она установилась относительно Земли тем боком, который более всего притягивался земным магнетизмом.

6. Звезды

Звезды имеют отрицательную теплоемкость. Основная (Гарвардская) спектральная классификация звезд представлена в таблице 1.

КлассТемпература,
Истинный цветВидимый цветОсновные признаки
O30000 – 60000голубойголубойСлабые линии нейтрального водорода, гелия, ионизованного гелия, многократно ионизованных Si, C, N, A.
B10000 – 30000бело-голубойбело-голубой и белыйЛинии поглощения гелия и водорода. Слабые линии H и К Ca II.
A7500 – 10000белыйбелыйСильная бальмеровская серия, линии H и К Ca II усиливаются к классу F. Также ближе к классу F начинают появляться линии металлов.
F6000 – 7500желто-белыйбелыйСильны Линии H и К Ca II, линии металлов. Линии водорода начинают ослабевать. Появляется линия Ca I. Появляется и усиливается полоса G, образованная линиями Fe, Ca и Ti.
G5000 – 6000желтыйжелтыйЛинии H и К Ca II интенсивны. Линия Ca I и многочисленные линии металлов. Линии водорода продолжают слабеть. Появляются полосы молекул CH и CN.
K3500 – 5000оранжевыйжелтовато-оранжевыйЛинии металлов и полоса G интенсивны. Линии водорода почти не заметно. Появляется полосы поглощения TiO.
M2000 – 3500красныйоранжево-красныйИнтенсивны полосы TiO и других молекул. Полоса G слабеет. Все еще заметны линии металлов.

Таблица 1. Основная (гарвардская) спектральная классификация звезд.

Анализируя таблицу, видим, что от класса O к классу M с 60000ºK до 2000ºK уменьшается температура и при этом одновременно увеличивается содержание синтезированных тяжелых элементов.

Как мы уже писали в одной из наших работ [12], цвет излучения не является показателем температуры. Цвет излучения – это параметр, отражающий длину волны излучающего объекта. А длина волны тем больше, чем больше излучающий объект. То есть атом водорода, как самый маленький, будет излучать волны самой малой длины, а чем атом больше, тем длина его волны больше. То есть звезды, содержащие только водород, предстают перед нами голубыми (самая малая длина волны). А звезды, содержащие тяжелые элементы, предстают перед нами телами, излучающими в красном спектре.

Чем больше в звезде содержится тяжелых элементов, тем дальше ее спектр смещен в красную и даже в инфракрасную зону, т.е. коричневую (или бурую). Точно так же остывает слиток металла, меняя свой цвет с белого до красного и потом бурого. Коричневые или бурые карлики известны. Это – субзвездные объекты с массами в диапазоне 0,012 – 0,0767 массы Солнца, или от 13 до 75 ~ 80 масс Юпитера. В них идут термоядерные реакции. В 2006 г. удалось впервые непосредственно измерить массы двух коричневых карликов (в двойной системе), которые оказались равны 57 и 36 масс Юпитера. Со временем коричневые карлики превращаются в планетоподобные объекты.

Различия между тяжелыми коричневыми карликами и легкими звездами состоят в следующем. Во-первых, в коричневых карликах присутствует литий. Обычное объяснение следующее: «Это происходит из-за того, что звезды, имеющие достаточную для термоядерных реакций температуру, быстро исчерпывают свои первоначальные запасы лития. При столкновении ядра лития-7 и свободного протона образуются два ядра гелия-4». То есть телега поставлена впереди лошади: по непонятной причине постулируется, что изначально в любой звезде обязательно должен быть литий. По нашему мнению, литий является последующим продуктом реакций по отношению к водороду и гелию. То есть, чтобы небесное тело заимело литий, необходимо, чтобы внутри этого небесного тела существовали условия для синтеза лития – гораздо более серьезные, чем для легких водорода и гелия.

Коричневые карлики являются именно эволюционным развитием мощных звезд, в которых энергетических условий хватило на создание тяжелых элементов. Но интересно отметить то, что все коричневые карлики имеют приблизительно одинаковый радиус и объем (т.е. объект с массой более 10M, скорее всего, не является планетой, а является коричневым карликом; но такое деление условно). Это значит, что коричневые карлики сформировались из «черных дыр» с одинаковыми начальными условиями. Все «теплые» карлики излучают в красном и инфракрасном диапазонах, пока не остынут до температуры, сопоставимой с планетарной (до 1000ºK). Достаточно старые карлики становятся слишком тусклыми, чтобы считаться звездами – они становятся планетами.

Следующий класс небесных тел – белые карлики. Это проэволюционировавшие звезды с массой, якобы лишенные собственных источников термоядерной энергии. Белые карлики представляют собой компактные звезды с массами, сравнимыми с массой Солнца, но с радиусами в ~100 и, соответственно, светимостями в ~10000 раз мéньшими солнечной. Белые карлики составляют, по разным оценкам, 3–10% звезд нашей Галактики. Современные модели остывания белых карликов предсказывают, что белые карлики, образованные при эволюции первого поколения звезд (возраст ~13 миллиардов лет), должны в настоящее время иметь температуры фотосферы ~3200ºK и блеск в ~16 абсолютных звездных величин, т.е. быть весьма тусклыми объектами.

Между тем, сам цвет – белый, как известно, есть результат не остывания, а содержания источников излучения с разными длинами волн (вспомним опыт с призмой). То есть в белом карлике существуют различные химические элементы, которые и испускают различные волны.

Схема эволюции одиночных звезд приведена на рис. 3.

малые массы
0.08Msun < M* < 0.5Msun
умеренные массы
0.5Msun < M* < 8Msun
массивные звезды
8Msun < M* < 60-100Msun
0.5Msun< M* < 3Msun3Msun< M*< 8Msun8Msun < M* < 10MsunM* > 10Msun
горение водорода в ядре
гелиевые белые карликивырожденное He ядроневырожденное He ядро
гелиевая вспышка
спокойное горение гелия в ядре
C, O
белый карлик
вырожденное CO ядроневырожденное CO ядро
углеродная детонациягорение углерода в ядре. CO в Fe
горение углерода в ядре: C в O, Ne, Si, Fe, Ni…
O, Ne, Mg…
белый карлик или нейтронная звезда
черная дыра

Рис. 3. Схема эволюции одиночных звезд.

7. Заключение

Моделирование на базе Периодической системы элементарных частиц привело к созданию непротиворечивой гипотезы происхождения небесных тех, формирования вещества в них, а также известных физических полей. Предложенные поэтапные сюжеты модели находят отчетливое подтверждение в астрономических наблюдениях.