Аннотация: Что такое термоядерный синтез, аннигиляция, атомная энергия, фоновое излучение, плазма? Об этих физических терминах в свете новой космологической теории из книги С.А.Николаева "Эволюционный круговорот материи во Вселенной".
Откорректировано 11.04.2014г.
Сначала.
Доклад на Международном Конгрессе-2016 "О материальности объектов и процессов"
Термоядерный синтез - это процесс образования новых химических элементов. Для начала протекания такого процесса необходимы следующие условия. Необходимое условие: сближение ядра химического элемента, протона и электрона на критическое расстояние (расстояние соизмеримое с размерами взаимодействующих частиц). Достаточным условием будет излучение фотона и нейтрино строго определённых частот для каждой реакции термоядерного синтеза. Такие условия существуют в недрах массивных объектов: светящаяся звезда, потухшая звезда, планетное тело. Основным параметром возникновения процесса (розжига) термоядерного синтеза является давление. А именно, чтобы в центре объекта возникло большое давление, необходима большая масса. Температура является следствием этих причин. Процесс розжига термоядерного синтеза может наступить при определённых значениях массы и давления в центре объекта. Для протозвезды и для массивного планетного тела эти значения будут разные, так как начальным химическим элементом в протозвезде будет водород, а в массивном планетном теле более "тяжёлые" химические элементы. Процесс розжига термоядерного синтеза, в массивном объекте начавшись, в дальнейшем будет поддерживать сам себя (аналогично розжигу дров). Причиной розжига является длительный процесс поглощения массивным объектом эфира. Из поглощенного эфира вещество формирует кванты минимального фонового излучения (3К-излучение), которые всё время переизлучаются. Вещество не прозрачно для фонового излучения и эти минимальные тепловые фотоны как бы застрянут в центре массивного объекта. Тепловая энергия будет скапливаться в центре объекта, пока температура не достигнет значений для начала розжига термоядерного синтеза. Этот процесс можно сравнить с подмоченным стогом сена или подмокшим зерном на элеваторе. Разница лишь в том, что тепловая энергия скапливается не от эфира, а от химического процесса гниения (окисления) сена или зерна, но результат одинаковый - розжиг.
В природе существует минимальная масса и максимальный объём водородных облаков, из которых может образоваться протозвезда. Для розжига термоядерного синтеза также существует минимальная масса протозвезды, где со временем может произойти розжиг термоядерного синтеза.
Энергия, выделяющаяся в процессе термоядерного синтеза, представлена фотонами и нейтрино.
Термоядерный синтез химических элементов - это основной этап в эволюционном цикле материи. Эволюция материи направлена на её усложнение, а именно, компактность. На этом этапе водород превращается в наиболее компактные химические элементы.
Человек сумел воспроизвести искусственный термоядерный синтез в виде водородной бомбы. Но время процесса термоядерного синтеза равно времени существования большого давления. Исчезает большое давление, а вместе с ним и процесс термоядерного синтеза.
Управлять процессом термоядерного синтеза, где главной причиной является большое давление, не удастся. Тем более получать энергию для нужд человека.
Литература.
Николаев С.А. Эволюционный круговорот материи во Вселенной, СПб, 2009г.
Аннигиляция - в переводе означает исчезновение. На самом деле при аннигиляции электрона и позитрона они не исчезают, а превращаются в два фотона с массой и энергией аннигилирующих частиц. От основного закона природы - закона сохранения массы и энергии, отказываться никогда и ни при каких условиях нельзя.
В природе существует только одна аннигилирующая пара электрон и позитрон. Других аннигилирующих пар нет.
Почему возможен процесс превращения вещества в обменные частицы.
Вся материя состоит всего из двух эфирных частиц нейтриников и фотоников. Эти частицы при разных определённых условиях могут выполнять разные функции: эфира, обменных частиц и вещества. Какую бы функцию нейтриники и фотоники не выполняли, в составе обменных частиц или в составе вещества или просто эфира, они всегда движутся с соответствующей скоростью для данной частицей.
Электрон и позитрон состоят из фотоников, каждый из которых движется со скоростью света по индивидуальным объёмам замкнутых траекторий. Масса электрона равна массе позитрона и составляет 1030 фотоников. Все объёмы замкнутых траекторий в составе электрона и позитрона удерживаются как единое целое эфиром (сверхсильное взаимодействие). Различие электрона и позитрона заключается в направлении движения фотоников по объёмам замкнутых траекторий. Они направлены в разные стороны в соответствии знака заряда.
Причиной аннигиляции является непосредственный контакт взаимодействующих частиц. При контакте электрона и позитрона направления вращения фотоников оказывается встречным. В результате получается прямолинейное движение двух фотонов в противоположных направлениях. После аннигиляции фотоны представляют собой по 1030 фотоников в каждом, движущихся прямолинейно со скоростью света каждый как единое целое.
Всё вещество можно разделить на две части. Одна часть состоит из фотоников. Назовём эту часть вещества зарядовой, так как она представлена в виде зарядов электронов и позитронов. Аннигилировать может только пара электрон и позитрон.
Другая часть вещества состоит из нейтриников. Назовём её нейтральной. Она представлена протонами без позитронов. Эта часть вещества аннигилировать не может. Нейтральная часть вещества почти в 1000 раз больше зарядовой.
Формула Е = m.C2 для вещества не имеет физического смысла, эта формула только для фотонов. Электрон не обладает энергией рассчитанной по этой формуле. Такая энергия может получиться только при столкновении с позитроном. К нейтральной части вещества эта формула вообще никакого отношения не имеет, а нейтральная часть вещества в 1000 раз больше чем зарядовая. Вещество со скоростью света не летает и никогда не полетит. Это заблуждения Эйнштейна - фантастика, а не физика.
Аннигиляция электрона и позитрона в природе событие очень редкое по отношению к общему количеству всех зарядов. При радиоактивном распаде результатом аннигиляции внутри вещества является так называемое гамма-излучение.
В природе существует ещё процесс аннигиляции электрона и позитрона - это процесс превращения нейтронной звезды в "чёрную дыру".
Вещество нейтронной звезды представляет собой плотную упаковку нейтронов.
Дальнейшее уменьшение объёма занимаемого нейтронным веществом возможно лишь за счёт уменьшения индивидуальных объёмов замкнутых траекторий нейтриников и фотоников.
Если масса нейтронной звезды достаточно большая, то и давление в центре может достичь больших значений. В таких условиях может произойти соприкосновение электрона и позитрона (в протоне). Произойдёт их аннигиляция. Дальнейший процесс будет представлять собой цепную реакцию.
Превращение нейтронной звезды в "чёрную дыру" происходит очень быстро, как бы разом.
Соответственно этому быстротечному процессу, разом выделяется огромной мощности излучение, в виде фотонов и нейтрино, что соответствует переходу вещества в новое стационарное, но более компактное состояние. Излучение должно быть представлено жёстким рентгеновским. Фотоны почти беспрепятственно покинут нейтронную звезду. Нейтральное излучение регистрации не поддаётся, и поэтому сказать о нём мы ничего не можем.
Фотоны данного излучения обладают массой электрона и позитрона.
Таким образом, вещество нейтронной звезды, избавляясь от аннигилирующей пары электрон и позитрон, получает возможность перейти в вещество "чёрной дыры", более компактное, чем предыдущее.
Кроме того, когда "чёрная дыра" поглощает окружающее её вещество (звёзды, планеты и т. д.), то происходит излучение фотонов в основном такого же диапазона частот.
То есть, чтобы стать веществом "чёрной дыры", нужно избавиться от всех фотонов, а также от аннигилирующей пары электрон, позитрон.
Получается, что вещество "чёрной дыры" не содержит зарядов и, соответственно, фотоников.
"Чёрная дыра" состоит только из нейтриников, движущихся каждый по индивидуальному объёму замкнутых траекторий. Объём замкнутых траекторий одного нейтриника вещества "чёрной дыры" составляет не более 3.10-100м3.
Никаких электрических или магнитных полей у "чёрной дыры" быть не может.
Взрыва с разлётом вещества нейтронной звезды не будет, а наоборот вещество нейтронной звезды разом сожмётся до размеров "чёрное дыры".
Такое явление в галактике относительно очень редкое событие по сравнению с эволюционными взрывами звёзд. Так как оно не сопровождается видимым излучением, то наблюдать его ранее не могли, даже если оно и случалось. Поэтому о нём ничего не известно.
Литература.
Николаев С.А. Эволюционный круговорот материи во Вселенной, СПб, 2009г.
Атомная энергия - это энергия, высвобождаемая при процессе распада ядер "тяжёлых" радиоактивных химических элементов. Процесс распада может быть природным, например, уран-238 и уран-235 со своим периодом полураспада каждый. Процесс распада может быть искусственным неуправляемым (взрыв атомной бомбы) и искусственным управляемым (в атомных реакторах).
Теперь необходимо разобраться, откуда появляется энергия и какого она вида?
В результате процесса распада ядер "тяжёлых" радиоактивных химических элементов ядро распадается на две составные части плюс потоки альфа-частиц, нейтронов, протонов, электронов, а также гамма-излучения, светового и инфракрасного излучений. Это, вероятно, основной сценарий распада. Однако могут быть и другие варианты.
Наша задача определить происхождение выделяемых видов энергии и оценить их.
Самое большое количество энергии сосредоточено в гамма-излучении. Но это невидимые лучи, энергию которых использовать очень трудно. Затем по количеству энергии идут световые лучи, но они присутствуют только при взрыве. И, наконец, инфракрасное излучение, энергию которого можно использовать.
При взрыве мгновенное выделение огромного количества тепловой энергии создаёт ударную волну - основной поражающий фактор.
При управляемом процессе из выделенной тепловой энергии получают электрическую энергию. Доля используемой энергии от всей выделяемой электромагнитной энергии при управляемом процессе ничтожна.
И теперь основной вопрос, откуда вся эта энергия появляется?
В основном это электромагнитная энергия разных диапазонов частот: инфракрасного - тепловая, видимого диапазона и гамма-излучение.
Сначала рассмотрим, какая энергия выделяется при образовании ядер различных химических элементов. При образовании ядер химических элементов излучаются фотоны и нейтрино (электромагнитное и нейтральное излучение). Нас будет интересовать только электромагнитное излучение - фотоны.
Самое большое количество электромагнитной энергии (в дальнейшем просто энергии) выделяется при образовании ядра дейтерия. Эту энергию называют энергией связи.
При образовании следующего ядра нуклида - трития выделяется уже меньшее количество энергии. При образовании ядра гелия ещё меньше и так далее.
Получается, что при образовании ядра дейтерия два протона выделили максимально возможное количество энергии. Энергия связи этих протонов самая большая. Следующие взаимодействующие с дейтерием протоны будут затрачивать на образование, например, трития и гелия уже меньше энергии и так далее. Чем больше порядковый номер образовавшегося химического элемента, тем меньше удельная энергия связи протонов.
Таким образом, при распаде химического элемента с большим порядковым номером, например, начиная с урана, у нас будет получаться два химических элемента плюс разница энергии связи. Получается, что химические элементы с большим порядковым номером имеют в запасе больше энергии связи, чем их половинки.
Литература.
Николаев С.А. Эволюционный круговорот материи во Вселенной, СПб, 2009г.
Фоновое излучение - это минимальный квант излучения инфракрасного диапазона. Фотоны инфракрасного диапазона взаимодействуют с внешними электронами атомов и молекул вещества. Это мы связываем с тепловой энергией.
При излучении внешним электроном минимального кванта инфракрасного диапазона внешний электрон перескакивает на орбиту максимально приближённую к ядру атома или молекулы.
Это излучение наблюдают в межзвёздном пространстве вдали от массивных объектов. Такое минимальное излучение является фоновым, так как меньше квантов инфракрасного диапазона взаимодействующих с внешними электронами вещества (излучаемых или поглощаемых) уже нет. При излучении внешним электроном такого кванта атом или молекула остаётся без теплового фотона и сразу начинает формирование нового кванта.
Как это происходит? Внешний электрон поглощает фотоники эфира, из которых будет сформирован следующий минимальный квант.
Это излучение называют "3К-излучение". Утверждают, что это реликтовое излучение оставшееся от Большого Взрыва, которое якобы произошло около 15 млрд.лет назад.
Литература.
Николаев С.А. Эволюционный круговорот материи во Вселенной, СПб, 2009г.
Плазма - это ионизированный газ, в котором объёмные плотности положительных и отрицательных электрических зарядов практически одинаковы, а концентрация заряженных частиц сравнительно велика. Такое определение дано в учебниках. Но это не совсем так. Плазма не ионизированный газ, а более сложное состояние вещества.
Модель вещества в состоянии плазмы такова. Атомы химических элементов то распадаются при поглощении фотонов, то вновь рекомбинируют при их излучении. При этом скорость этих процессов такова, что вещество не успевает сжаться до плотности нейтронного вещества, то есть атомы сохраняют свой объём в пространстве.
И самое главное в определении плазмы. Вещество в состоянии плазмы представляет собой генератор мощности излучения, а не абсолютно чёрное тело, как утверждали Стефан и Больцман, 'выводя' свою формулу E = k.T4. То есть внутри плазмы всё время имеется избыток фотонов, которые всё время излучаются. Источником мощности излучения может быть термоядерный синтез химических элементов у звезды, электрические поля у молнии, химическая реакция окисления у пламени и др.
Такое состояние вещества поддерживается генератором мощности. У плазмы обязательно должен быть генератор мощности потому, что плазма всё время только излучает. Иначе, без генератора мощности, это будет просто ионизированный газ. А это разные состояния вещества. В данном случае роль генератора мощности выполняет термоядерный синтез.
Определение абсолютно чёрного тела, которое ему дал Планк, к плазме никакого отношения не имеет.
Состояние вещества в виде плазмы отличается от других состояний вещества: газообразного, жидкого и твёрдого. Характеризовать состояние вещества в виде плазмы температурой нельзя. То, что Реомюр и Цельсий изначально назвали температурой, для данного случая не подходит. Температура - это особая единица измерения внутреннего состояния вещества, связанная с тепловой энергией. Если состояние вещества таково, что оно может как поглощать, так и излучать тепловую энергию, то это состояние вещества можно характеризовать температурой и называть абсолютно чёрным телом.
У плазмы это невозможно. Плазма только излучает. Поэтому плазму можно характеризовать: спектром излучения, максимальной длиной волны излучения (цвет), мощностью и интенсивностью излучения. Интенсивность излучения плазмы не связана с цветом ('температурой'). При одном данном цвете интенсивность излучения может быть различной и прямой зависимости с цветом не имеет. Солнце, например, посылает нам то больше, то меньше энергии при одном цвете ('температуре').
Все светящиеся звёзды состоят из плазмы.
Какова 'температура' звёздного вещества (плазмы)?
Считается, что измерить 'температуру' звёздного вещества можно только у внешних слоёв и только бесконтактным способом с помощью цвета (пирометром). 'Температуру' внутренних слоёв звезды никаким способом не измерить.
Информацию об излучающей поверхности звезды (Солнца) можно зарегистрировать только через излученные фотоны. При рекомбинации электроны излучают фотоны, которые мы регистрируем. Считается, что, измерив цвет 'температуру' излучающей поверхности Солнца (с помощью пирометра), можно по формуле Стефана-Больцмана рассчитать интенсивность излучения поверхности Солнца. Однако это не так.
Плазма и абсолютно чёрное тело - это антиподы. Абсолютно чёрное тело - это процесс равновесия как излучения, так и поглощения. Плазма только излучает. Плазма не может поглощать. Подумайте, что может поглощать плазма, согласно второму началу термодинамики.
Фотоны и нейтрино в звезде (Солнце) появляются в результате реакций термоядерного синтеза. Каждый тип реакции связан с появлением нового химического элемента. При этом для каждого типа реакций термоядерного синтеза излучаются фотоны и нейтрино строго определённых частот (масс, энергий). Одновременно происходит множество типов реакций термоядерного синтеза, в результате которых образуются разные химические элементы. Дальнейшая жизнь фотонов - это сплошные переизлучения электронами атомов химических элементов, пока фотоны не достигнут верхних слоёв звезды и не излучатся в космическое пространство. Однако при продвижении из центра звезды к её поверхности частота фотонов будет понижаться потому, что выделяющаяся энергия будет распределяться во всё большем объёме. Предположительно, если у молодой звезды поверхность излучает голубой цвет, то термоядерный синтез в центре звезды генерирует жёсткий ультрафиолет. С возрастом звезды как фотоны от термоядерного синтеза, так и фотоны, излученные поверхностью звезды, будут с более низкой частотой (массой, энергией), чем предыдущие. Энергия от звёзд (Солнца), достигшая поверхности Земли, будет тепловой только от инфракрасных фотонов. Её можно характеризовать температурой. При взаимодействии фотонов других диапазонов (радио-диапазона, видимого, ультрафиолетового, рентгеновского) с веществом, вещество не нагревается и не расширяется. Значит, это не тепловая энергия. Называть её необходимо по-другому и не присваивать характеристику температуры.
это ионизированный газ, в котором объёмные плотности положительных и отрицательных электрических зарядов практически одинаковы, а концентрация заряженных частиц сравнительно велика.
Все статьи написаны на основе материалов, изложенных в книге С.А.Николаева "Эволюционный круговорот материи во Вселенной", издание пятое, 2009г.