Халезов Ю.В. Планеты и эволюция звезд:
Новая гипотеза происхождения Солнечной системы. Изд. стереотип.

Оглавление

Из главы 1

Как известно из истории астрономии, Кант (1755 г.) и Лаплас (1796 г.) рассматривали образование Солнца и планет из одного и того же газопылевого облака. Центральная часть этого облака, по Лапласу, имеющая большую массу, сгущаясь, превратилась в звезду, а его остаток в виде колец, вращающихся вокруг центрального тела, по действием гравитационной неустойчивости дифференцировался, дробился на несколько, условно говоря, фрагментов и постепенно, через механизм аккреции, присоединяя к себе все вещество на кольцевых орбитах, превратился в планеты.

Разнятся взгляды этих двух ученых лишь начальным состоянием первичной материи: у Канта газопылевое облако холодное, состоит из твердых частиц, а у Лапласа, напротив, – горячее, и представляет собой раскаленный, сильно разряженный газ.

Однако главное заключается в том, что эти представления о формировании нашей Солнечной системы, хотя и унаследованы последующими теориями, но вплоть до настоящего времени не могут дать ответы на многие вопросы, касающиеся как общей архитектуры, внутреннего строения, так и динамики планет, включая их аномалии. Для своего времени космогонические воззрения великого философа Канта и геометра Лапласа явились большим шагом в науке, правда, как это выясняется, из-за накопившихся за столетия нерешенных проблем, сделанного не в правильном направлении. В этом смысле Коперник совершил больший научный подвиг, чем все астрономы, рассуждавшие о строении Солнечной системы, вместе взятые, поскольку его гелиоцентрическая концепция более не требует опытных проверок и доказательств. Научная достоверность взглядов этого мыслителя вполне очевидна, чего не скажешь о тех теоретиках, которые, по выражению господина Г.Гамова, превратили проблему происхождения Солнечной системы и другие аспекты, с ней связанные, в "стоячее болото".

Космогонические концепции до Канта (Декарт, Ньютон, Бюффон), после, в XIX в., небулярные теории последователей Лапласа, и потом, в XX в., катастрофные разработки Джинса, Аррениуса и др., а затем метеоритные воззрения Шмидта не помогли делу из-за их желания теоретически воссоздать Солнечную систему путем привлечения надуманных предпосылок. И главное, ни одна из теорий не решает основную проблему, связанную с распределением момента количества движения в системе между планетами и Солнцем. Все прошлые и нынешние теории так и не смогли решить задачу передачи осевого момента орбитальному. Для тех, кто разделяет предшествующие теории ответ на этот вопрос не найден до сих пор.

В связи со всем сказанным, нам ничего более не остается, как предложить вам поразмыслить над новой, хотя и очередной, астрофизической теорией, или космогонической гипотезой, из которой следует, что возникновение планетной системы происходит параллельно с формированием звезды, но не из остатка протозвездной туманности, как это предполагалось ранее, а вызвано внутренними причинами звездной эволюции, образованы ею же самой, где планеты со своей материнской звездой тесно связаны одной энергетической матрицей. Эта теория допускает только то, что планеты, как готовые формы, своим телом, активно взаимодействуют с остатком протозвездного вещества, не вошедшего в состав будущей звезды, и все, а не то, что этот остаток является исходным материалом, из которого впоследствии планеты могут образовываться.

Из новой гипотезы следует, что системой планет обзаводится только определенный класс звезд и что их рождение происходит в очень узкий (по космическим меркам, конечно) отрезок времени, когда звезда находится еще на начальной стадии своего существования в качестве протозвезды с холодной внешней оболочкой, которая еще содержит в себе молекулы газа не разложившимися, но с уже идущими внутри цепными термоядерными реакциями, с выделением огромного количества энергии излучения.

Протозвездой мы предполагаем назвать сжимающийся под действием собственной гравитации однородный газовый шар, который в отличие от звезды главной последовательности еще не плазмировался полностью, но содержит относительно холодными свои периферийные слои.

Мы предполагаем также, что к началу возникновения термоядерных реакций протозвезда должна пройти "подготовительную" стадию, при которой все ее оболочки, из которых она состоит, смогли бы адекватно воспринять (удержать в замкнутой области) процесс синтеза новых элементов из исходного газового вещества и связанного с этим процессом давления излучения.

Итак, собственная сила тяготения протозвезды обеспечивает как возможность, так и характер протекания реакций. Из однородной массы газа, с момента их возникновения, она начинает формировать свою структуру, состоящую, во-первых, из обособленной центральной области, где они происходят. Эта область называется ядром. Как оно образуется?

Общий запас энергии пропорционален массе покоя протозвезды и равен

E₀ = Mc².

Продукты термоядерных реакций условно можно поделить на две части. Это, с одной стороны, вещество, меньшее по массе, чем исходные компоненты горения ($M_1$), а с другой стороны – энергия излучения ($Е_L$). Вещество остается в самом внутреннем слое, утяжеляя его, а энергия в виде фотонов его покидает. Получается, что

E₀ = M₁c² + E_L,

где величина M₁ меньше M.

Для достижения высокой температуры в зоне горения характер протекания реакций должен быть цепным или близким к нему. Лавина квантов света начинает активно взаимодействовать с частицами газа центральной области протозвезды. Но как?

Любой фотон несет в себе два взаимоисключающих свойства. Первое – это способность передачи встречной частице, с которой он взаимодействует, импульса и второе – кинетической энергии (температуры). Эти два свойства, которые содержит в себе фотон, противоположны по своему проявлению. Все фотоны всех известных нам диапазонов частот передачу импульса встречной частице осуществляют вместе с их поглощением, с кинетической энергией. Предположим, однако, что не всякий фотон во время своего первого взаимодействия поглощается.

Такую гипотезу выдвинуть можно, так как свойство передавать кинетическую энергию с поглощением и импульс с упругим рассеянием для фотона равноценно. В звезде движение частиц вещества задано в основном гравитацией, особенно на ранней и заключительной фазах ее эволюции. В период квазистатического равновесия преобладание сил гравитации обеспечивает присутствие частиц в поле тяготения звезды (теорема о вириале). Для частиц, стремящихся под действием сил тяготения проникнуть в зону реакций, свойство импульса встречного фотона может привести к их торможению и снижению скорости движения вплоть до нуля.

Следовательно, при столкновении с частицей вещества этот фотон в большей степени передает энергию в форме импульса, и тем самым изменит направление ее движения, так называемый вектор скорости, и одновременно оставит на ней только небольшой "термический след". Теперь эта малая часть усвоенной кинетической энергии становится показателем собственной скорости частицы, о новом значении которой мы можем судить по изменившейся температуре среды, где она находится. Последнее обстоятельство очень важно при передаче фотонами своей энергии и после начавшихся реакций синтеза ядер, поскольку именно рост тепловых скоростей частиц, как и раньше, на этапе гравитационного сжатия протозвезды, позволяет им преодолеть кулоновский барьер, препятствующий проявлению специфических близкодействующих сил, цементирующих встречные частицы в одну.

Термоядерные реакции происходят с выделением энергии, носителями которой для большинства звезд являются фотоны, а не нейтрино, поэтому важно знать, как и в какой степени с течением времени и повышением температуры одно свойство "внутри" квантов замещается противоположным – изменение собственной скорости частицы от поглощения фотона, с одной стороны, изменением ее скорости и траектории от упругого соударения с фотоном – с другой. В связи с этим неплохо было бы найти место и определить, где и в какой момент в цепи термоядерных превращений появляются фотоны, изначально не поглощаемые взаимодействующими с ними частицами вещества. Понятно, что такие частицы энергии нельзя найти среди известных нам "обычных" (т.е. передающих импульс вместе с поглощением) фотонов, в том числе и гамма-квантов, но, напротив, их надо искать в виде особых световых квантов.

Если предположить, как это делается до сих пор, что все первичные фотоны, рожденные в термоядерных реакциях, передают встречным частицам вещества импульс вместе с кинетической энергией, другими словами, если они полностью поглощаются, то неизбежный быстрый рост температуры за короткое время распространится по всему объему протозвезды. Резкое преобладание газового давления над гравитацией привело бы к нарушению ее равновесия с последующим взрывом, и тогда на небе вообще бы не было звезд.

Картина меняется, если сделать предположение о наличии в недрах рождающихся звезд фотонов-антиподов, с ярко выраженными противоположными свойствами всем "обычным" фотонам, т.е. не поглощающихся, а передающих больше импульса встречной частице вещества в момент их взаимодействия и, следовательно, меняющих величину ее скорости только в связи с переменой направления ее движения в зависимости от угла соударения.

Каждый школьник знает, даже если он вообще ничего более не знает, что импульс фотона обратно пропорционален длине волны и скорости фотона, обусловленной плотностью среды, в которой он движется, т.е. чем меньше скорость фотона в среде, например газе, тем выше его способность передать импульс, и значит, в меньшей степени встречная частица среды способна его поглотить. Самая внутренняя, центральная, область рождающейся звезды для проявления импульсных свойств "обычных" фотонов подходит как нельзя лучше. Но одного состояния среды, где они перемещаются, все же недостаточно для рождения "целиком" упругих квантов. Для этого требуется энергия, соизмеримая с ростом температуры. Силы собственного сжатия создали в центре высокое давление и плотность, препятствующие развитию фотонами своей скорости. Но в этих условиях, энергия фотона, хоть и "смещена" в нем преимущественно в сторону свойства быть "упругим", все-таки не может препятствовать полному его поглощению (плазмоны). Такие фотоны не имеют достаточную плотность энергии, чтобы не поглощаться хотя бы при первом взаимодействии с веществом.

Мы должны понять, при каких условиях в звездах появляются такие фотоны, которые способны медленно и постепенно "раздавать" встречным частицам свою энергию, изначально взаимодействуя с ними "жестко", больше "толчками", подобно "твердым" ядрам атомов.

Следует искать среди различных фотонов такие энергоемкие первичные кванты во всей цепи ядерных превращений, которые должны обладать ярко выраженными упругими свойствами, позволяющими им передавать только импульс. Они не должны поглощаться и переизлучаться всякий раз при столкновении с частицами вещества, по крайней мере, в первое время их существования.

И несмотря на то, что такой фотон не должен иметь массы покоя (она равна нулю), свойство упругости, по-видимому, обязывает его обладать высокой концентрацией энергии, которую он изначально, в момент рождения, вобрал в себя по-сравнению с другими фотонами, и это обстоятельство делает его похожим на частицу материи, имеющей такую массу. Именно большая плотность энергии, в нем сосредоточенная, "упакованная", делает этот квант "твердым" и располагает его к передаче только импульса, подобно атомному ядру, а скорость он все же имеет ту же, наравне с другими фотонами, – световую.

Чем выше температура центральной области звезды, тем больше и энергия, которую упругие первичные кванты должны оттуда вынести, и, следовательно, тем больше они концентрируют ее в себе. Поэтому поиск упругих фотонов, скорее всего, должен идти в направлении повышения температуры вследствие нарастания скорости термоядерных реакций. По всей видимости, эти фотоны находятся перед границей самого интенсивного известного нам коротковолнового излучения, перед диапазоном гамма-частот.

Такие фотоны еще ни разу никем не могли быть зарегистрированы, из-за невозможности их выйти наружу в своем первозданном виде, без потерь собственной энергии.

Об авторе

Окончил МАДИ в 1984 году по специальности "инженер-механик". В течение двадцати лет самостоятельно изучал историю философии и естественных наук, активно участвовал в семинарах, организованных Русской Академией и посвященных проблемам экономики, где высказал ряд нестандартных парадоксальных идей о будущем развитии мировой экономики и предложил собственный метод макроэкономического анализа.

Теорию эволюции звезд и планетных систем разрабатывал самостоятельно последние два года.