subscribe.ru

Реферат - Единство химического состава тел Вселенной и Земли

Все многочисленные тела как живой, так и неживой природы состоят из мельчайших материальных частичек-атомов различных химических элементов. Число этих химических элементов и их единство определяются великим законом природы — периодическим законом Д. И. Менделеева. Но возникает ещё вопрос, требующий ответа. Из какого вещества, из каких элементов состоят небесные тела, звёзды и планеты? Справедлив ли закон Менделеева и для Вселенной? Да, справедлив.

Уже издавна люди наблюдали падение на землю «небесных камней» — метеоритов. В прежние времена таким камням нередко даже поклонялись, как «посланцам богов». В настоящее время мы знаем, что метеориты — это обломки других небесных тел Вселенной.

Естественно, что очень интересно выяснить, из каких химических элементов состоят «небесные камни». Многочисленные анализы метеоритов, как каменных, так и железных, показали, что осколки вещества, попадающие к нам из глубин Вселенной, состоят из тех же химических элементов, которые объединяет таблица Менделеева. Ни одного нового, неизвестного на земле элемента в составе метеоритов нет. Определён теперь и состав раскалённых небесных тел — солнца и звёзд. Об этом человеку рассказали лучи света, приходящие на Землю от далёких звёзд.

В середине прошлого века философ О. Конт, пытаясь доказать, что наше познание природы ограничено, приводил такой пример: человек никогда не узнает, из чего состоят звёзды и солнце, какова температура этих небесных тел и т. д. Ведь солнце и звёзды — это раскалённые небесные тела. Если даже предположить, что в отдалённом будущем люди построят межпланетные летательные аппараты, они всё равно не смогут приблизиться к поверхности солнца и звёзд, так как температура этих небесных тел очень высока. Наука опровергла ложные доводы этого философа. Всего несколько лет спустя после этого высказывания Конта был открыт новый плодотворный способ исследования небесных тел — спектральный анализ.

Сущность этого способа, коротко говоря, состоит в следующем: белый свет, который мы наблюдаем в жизни, при определённых условиях разлагается на цветные лучи. В этом можно убедиться при помощи очень простого опыта. Поставьте на пути луча света кусок стекла, имеющий вид клина, так называемую трёхгранную призму. Проходя через такую призму, свет меняет своё прямолинейное направление или, как говорят, преломляется в ней и одновременно разлагается на составляющие его цветные лучи. Образуется так называемый спектр цветных лучей. В спектре принято выделять семь цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый, переходящие друг в друга. Объясняется это явление тем, что лучи разных цветов по-разному преломляются в трёхгранном куске стекла — менее других отклоняются в призме красные лучи, более всех других лучей — фиолетовые.

Изучая спектры света от различных источников, учёные обнаружили одну замечательную их особенность. Свет, который исходит от раскалённых твёрдых и жидких тел, даёт всегда сплошной спектр, т. е. цветные лучи-полоски следуют в нём друг за другом и всегда в одном и том же порядке.

Совсем иной спектр получается, если свет испускают раскалённые пары какого-либо вещества. Этот спектр состоит из тонких цветных линий, разделённых тёмными полосками. Такой спектр называется линейчатым.

И вот оказывается, что каждый химический элемент имеет свой, отличный от других линейчатый спектр. Например, раскалённые пары натрия дают спектр, состоящий из двойной жёлтой линии; в спектре паров элемента лития имеются характерные — одна красная и одна оранжевая—линии; раскалённые пары калия показывают две характерные линии — красную и фиолетовую и т.д.

Открытие этой замечательной особенности — способности веществ давать свой, отличный от других спектр излучения, когда они находятся в состоянии раскалённых газов, и явилось основой необычайно чувствительного спектрального анализа*). С помощью этого способа исследования в первые же годы его применения было крыто несколько новых, ранее неизвестных химических элементов (в том числе упомянутый ранее галлий). Содержание этих элементов в земле очень рассеяно, поэтому ранее они ускользали от внимания исследователя. Способ спектрального исследования тел природы позволил обнаруживать миллионные и миллиардные доли грамма вещества.

Каждое новое простое тело давало о себе знать новым сочетанием цветных линий в спектре, новым линейчатым спектром. Спектральное исследование лучей света, идущих от небесных тел, и позволило определить, из каких элементов состоят звёзды.

Ещё до открытия линейчатых спектров было замечено, что спектр солнечных лучей, который долгое время считали сплошным, на самом деле не сплошной, а пересекается множеством тонких тёмных линий.

Разгадка этих линий была найдена после открытия спектрального анализа. Оказывается, тёмные линии образуются в спектре потому, что свет на своём пути проходит через несветящиеся пары некоторых элементов. Так, например, если свет проходит через охлаждённые пары калия, то в сплошном спектре, в местах, где располагаются цветные линии этого элемента—красная и фиолетовая, — появятся соответственно две тёмные линии. Такие спектры, состоящие из тёмных линий на фоне цветных полос, называют спектрами поглощения. Спектры поглощения и помогли узнать состав небесных тел.

Изучение спектра поглощения солнечных лучей показало, что солнечный свет проходит на своём пути через более холодные пары очень многих химических элементов — железа, водорода, гелия, натрия, кальция, кремния и других.

Где же находятся эти пары? Дать на него ответ не представляло трудности. Известно, что в атмосфере Земли нет паров всех тех элементов, о которых говорит солнечный свет. Не могут эти элементы находиться также в межзвёздном пространстве, и вот по какой причине. Спектры поглощения света, идущего от разных звёзд, различны. Значит, свет разных звёзд встречает на своём пути к Земле разные химические элементы (в виде охлаждённых, несветящихся паров). Отсюда ясно, что все те химические элементы, о которых говорят солнечный свет и свет звёзд, находятся в виде паров у самого Солнца, у самой звезды в их внешних, более холодных слоях. Обнаруженные исследованием элементы должны, следовательно, входить в состав этих небесных тел.

Изучение спектров солнечного света показало, что на Солнце больше всего водорода, а затем гелия. Открыто там много и других химических элементов (кислород, кальций, железо, магний, натрий и др.), но все вместо они составляют очень малую долю по сравнению с водородом. На Солнце не обнаружено никаких химических элементов, помимо тех, которые имеются на Земле. Это указывает на то, что небесные тела состоят из тех же веществ, что и Земля. Но на разных небесных телах вещество может находиться в самых различных состояньях.

Корона во внутренней части представляет собой чрезвычайно разреженное облако легких частичек, главным образом частичек электричества — электронов, выделяющихся из нижележащих слоев. Все они быстро движутся в разных направлениях, но преимущественно в сторону от Солнца. Скорость их так же велика, как у газа при температуре до миллиона градусов. Во внешней части короны к ним примешаны и частички пыли, которая носится в межпланетном пространстве.

Астрономы много сделали для изучения различных явлений на Солнце, в особенности во время полных солнечных затмении. Ведь те несколько минут, в течение которых происходит полное солнечное затмение, являются лучшим временем для наблюдения солнечной короны, хромосферы, протуберанцев и многих других явлений, происходящих на Солнце.

Изучение спектров небесных тел с неопровержимой убедительностью доказало материальное единство Вселенной. Многочисленные спектры Солнца, звёзд, туманностей показали, что ни на одном из небесных тел нет таких элементов, которые были бы неизвестны нам, жителям Земли, нет элементов, которые не входят в периодическую таблицу элементов Д. И. Менделеева. Так, в настоящее время на Солнце найдено уже более 60 химических элементов и все они известны нам по таблице Менделеева.

Состав нейтронных звёзд

Нейтронные звезды – это одни из наиболее интересных небесных тел в космосе. Несмотря на крайне малый размер (не более 20км в диаметре) они обладают невероятно высокой плотностью. Вследствие этого, щепотка вещества с этой звезды будет весить более 500 млн. тонн. Из-за гравитации электроны вдавливаются в протоны, переходя в нейтроны, что и послужило названием для этих звезд.

Исследуя нейтронные звезды, физики-теоретики разработали модели поведения материи в условиях высокой плотности. Итогом стала гипотеза о существовании сверхтекучей жидкости. Подобная жидкость создавалась в лабораторных условиях. Отличительными свойствами является способность течь вверх и утекать из герметично закрытых контейнеров.

Нейтронные звезды образуются в результате взрыва сверхновых и представляют собой конечный этап жизни светила. Они состоят из нейтронной сердцевины и тонкой коры вырожденного вещества с преобладанием ядер железа и никеля. Размер таких небесных тел очень мал — около 20-30 километров в диаметре. Зато плотность чрезвычайно высока.

Когда были обнаружены нейтронные звезды, ученые предположили, что материя, из которой состоят их ядра, может переходить в сверхтекучее состояние — при этом ее вязкость становится равной нулю и отсутствие трения позволяет веществу, к примеру, с легкостью просачиваться через узкие отверстия… Под воздействием высоких давлений и температур происходят процессы образования нейтрино, способствующих охлаждению звезды. Одним из свойств таких объектов является изменение их температуры и магнитного поля. Однако до недавних пор все эти предположения существовали лишь в теории и не подтверждались фактическими доказательствами.

В земных лабораториях сверхпроводимость теряет свою силу при температурах свыше 100-200С ниже нуля. Но, при высоком давлении внутри нейтронной звезды, свойства сохраняются при миллиарде градусов. Для того чтобы получить сверхтекучую жидкость, гелий охлаждают до температуры, близкой к абсолютному нулю. Но, в нейтронных звездах она может появляться при миллиарде градусов, вследствие того, что частицы при такой температуре влияют друг на друга с помощью мощного ядерного взаимодействия. В результате, кварки удерживаются внутри частиц, а нейтроны и протоны остаются внутри атомного ядра. Достаточно долго ученые не могли определить значение критической температуры, но теперь она известна и составляет от 500 миллионов до миллиарда градусов Цельсия.

Итак, ядро нейтронной звезды состоит из сверхтекучей нейтронной жидкости, вырожденных протонов и сверхпроводящих протонов, а верхний слой из твердой коры железа. Изначально температура составляет около миллиарда градусов, но звезда достаточно быстро остывает, теряя свою светимость. Но, они достаточно сильно излучают радиоволны в направлении магнитной оси.

Недавно астрофизики обратили внимание на то, что звезда Кассиопея А быстро охлаждается. Ученые смогли определить параметры падения температуры, однако у них не хватало данных наблюдений, чтобы уточнить, при какой температуре происходит переход в жидкую форму. Позже выяснилось что с 1999 года, когда была обнаружена Кассиопея А, ее температура снизилась на 4%.

Химический состав

«По химическому составу звезды, как правило, представляют собой водородные и гелиевые плазмы. Остальные элементы присутствуют в виде сравнительно незначительных «загрязнений». Средний химический состав наружных слоев звезды выглядит примерно следующим образом. На 10 тыс. атомов водорода приходится 1000 атомов гелия, 5 атомов кислорода, 2 атома азота, один атом углерода, 0.3 атома железа. Существуют звезды, имеющие повышенное содержание того или иного элемента. Так, известны звезды с по повышенным содержанием кремния (кремниевые звезды), звезды, в которых много железа (железные звезды), марганца (марганцевые), углерода (углеродные) и т. п. Звезды с аномальным составом элементов довольно разнообразны. В молодых звездах типа красных гигантов обнаружено повышенное содержание тяжелых элементов. В одной из них найдено повышенное содержание молибдена, в 26 раз превышающее его содержание в Солнце. Вообще говоря, содержание элементов, атомы которых имеют массу, большую массы атома гелия, постепенно уменьшается по мере старения звезды. Вместе с тем, химический состав звезды зависит и от местонахождения звезды в галактике. В старых звездах сферической части галактики содержится немного атомов тяжелых элементов, а в той части, которая образует своеобразные периферические спиральные « рукава » галактики, и в ее плоской части имеются звезды, относительно богатые тяжелыми элементами. Именно в этих частях и возникают новые звезды. Поэтому можно связать наличие тяжелых элементов с особенностями химической эволюции, характеризующей жизнь звезды. Очень интересны углеродные звезды. Это звезды относительно холодные — гиганты и сверхгиганты. Их поверхностные температуры лежат обычно в пределах 2500 — 6000С. При температурах выше 3500С при равных количествах кислорода и углерода в атмосфере большая часть этих элементов существует в форме оксида углерода CO. Некоторые типы звезд характеризуются повышенным содержанием металлов, расположенных в одном столбце периодической системы с цирконием; в этих звездах имеется неустойчивый элемент технеций 4399Тс. Ядра технеция могли образоваться из 98Мо в результате захвата нейтрона с выбрасыванием электрона из ядра молибдена или при фотопроцессе из 97Мо. Во всяком случае наличие нестабильного ядра — убедительное доказательство развития ядерных реакций в звездах».

 

Гипотезы о происхождении планет Солнечной системы

Вопросами происхождения планет Солнечной системы занимается космогония. Полного и исчерпывающего ответа на этот вопрос наука не дает. Пока нет возможности проверить выводы современных теорий применительно к какой-либо другой планетной системы. Рассмотрим наиболее известные космогонические гипотезы.

Гипотеза Канта-Лапласа. Кант предположил, что Солнечная система образовалась из космического облака, или «хаоса». Формируясь из сгущений, возникших в первичной туманности, планеты отдалялись от нее и от Солнца центробежными силами. Интересно, что Кант изложил эти идеи в трактате, посвященном доказательству бытия Божия. По мнению Канта «Бог вложил в силы природы тайное искусство самостоятельно развиваться из хаоса в совершенное мироздание». У Канта, таким образом, образование планет происходило из холодного газопылевого облака.

Идею Канта поддержал Лаплас, однако, согласно его гипотезе планеты образовались в результате отделения от раскаленного протосолнца газовых колец, их охлаждения и конденсации. Кольца разделялись на несколько масс, образовавших затем разные планеты.

Эта гипотеза получила название небулярной (от лат. nebula – туманность) гипотезы Канта-Лапласа. Поскольку формирование колец и планет происходило в условиях вращения туманности и действия центробежных сил, эта гипотеза называется еще и ротационной (лат. rotatio – вращение).

Гипотеза Джинса. Гипотеза Канта-Лапласа не могла объяснить также и тот факт, что момент количества движения (кинетический момент) планет приблизительно в 29 раз больше момента количества движения Солнца, а это противоречит закону сохранения кинетического момента. Для разрешения этого противоречия появились так называемые «катастрофические гипотезы», к которым относится гипотеза Джинса. Согласно ей некая звезда прошла неподалеку от Солнца и вызвала мощные приливы на нем, принявшие форму газовых струй, из которых впоследствии образовались планеты. Из этой гипотезы следовал вывод об уникальности Солнечной системы.

Гипотеза О.Ю. Шмидта. Советский ученый О.Ю. Шмидт (1891-1956) предположил, что Солнце, вращаясь вокруг центра Галактики, могло захватить материю, обладающую достаточным моментом количества движения. Расчеты Шмидта, в частности, показали, что начальный период обращения Солнца был очень большим, а затем должен был уменьшиться до 20 суток. В действительности он равен 25 суткам, и такое совпадение считается хорошим.

Ожидается, что новый свет на загадку образования Солнечной системы прольют дальнейшие исследования планет земной группы и планет-гигантов с помощью автоматических космических станций.

Первые космогонические гипотезы

Эти гипотезы появились значительно раньше, чем стали известны многие важные закономерности Солнечной системы. Значение пер­вых космогонических гипотез состояло прежде всего в том, что они пытались объяснить происхождение небесных тел как результат естественного процесса, а не одновременного акта божественного творения. Кроме этого, некоторые ранние гипотезы содержали правильные идеи о происхождении небесных тел. Такой, например, оказалась гипотеза, предложенная немецким философом И. Кантом в середине XVIII в. Кант высказал догадку о том, что Солнечная система образовалась из облака пыли.

Подробнее картина образования Солнечной системы вырисовывалась в гипотезе, предложенной в конце XVIII в. французским ученым П. Лапласом. Лаплас рассматривал большую, медленно вращающуюся туманность, состоящую из разреженного горячего газа. При сжатии туманности скорость ее вращения возрастала, туманность сплющивалась. Из ее центральной части образовалось Солнце. По мере сжатия первичного Солнца угловая скорость его вращения вокруг оси увеличивалась (в силу закона сохранения момента количества движения) и в плоскости экватора Солнца стали отделяться газовые кольца. Из концентрической системы этих колец возникли планеты.

Картина получалась настолько наглядной, что очень долгое время гипотеза Лапласа была самой популярной. Однако в XX в. от гипотезы Лапласа пришлось отказаться, так как выяснилось, что она не может объяснить, например, распределение момента количества движения в Солнечной системе.

Современные представления о происхождении планет

На первый взгляд может показаться, что по сравнению с грандиозными проблемами космологии и звездной космогонии проблема происхождения Солнечной системы не очень трудна. На самом деле это не так. Проблема происхождения планет — очень сложная и далеко еще не решенная проблема, во многом зависящая от развития не только астрономии, но и многих других естественных наук (прежде всего наук о Земле). Дело в том, что пока можно исследовать только единственную планетную систему, окружающую наше Солнце. Как выглядят более молодые и более старые системы, вероятно, существующие вокруг других звезд, неизвестно. Чтобы правильно объяснить происхождение планет, необходимо также знать, как образовались Солнце и другие звезды, потому что планетные системы возникают вокруг звезд в результате закономерных процессов развития материи. И все-таки, несмотря на трудности, ученые убеждены в том, что правильное объяснение будет найдено. Знать, как произошла наша планета, очень важно для дальнейшего развития геофизики, геохимии, геологии и других наук о Земле.

Проблемами планетной космогонии в настоящее время занимаются ученые разных стран.В формирование современной планетной космогонии значительный вклад внесли отечественные ученые. Так, например, на протяжении полувека проблемами планетной космогонии занимался академик В. Г. Фесенков (1889—1972), всегда подчеркивавший, что должна существовать тесная связь между процессом формирования Солнца и процессом формирования планет. В начале 40-х гг. с космогонической гипотезой выступил академикО. Ю. Шмидт (1891—1956).

Наиболее важные выводы планетной космогонии сводятся к следующему:

а) Планеты сформировались в результате объединения твердых (холодных) тел и частиц, входивших в состав туманности, которая когда-то окружала Солнце. Эту туманность часто называют «допланетным» или «протопланетным» облаком. Считается, что Солнце и протопланетное облако сформировались одновременно в едином процессе, хотя пока неясно, как произошло отделение части туманности, из которой возникли планеты, от «протосолнца».

Важнейшие этапы формирования планет

б) Формирование планет происходило под воздействием различных физических процессов. Следствием механических процессов стало сжатие (уплощение) вращающейся туманности, ее удаление от протосолнца», столкновение частиц, их укрупнение и т. д. Изменялась температура вещества туманности и состояние, в котором находилось вещество. Замедление вращения будущего Солнца могло быть обусловлено магнитным полем, связывающим туманность с «протосолнцем». Взаимодействие солнечного излучения с веществом протопланетного облака привело к тому, что наиболее легкие и многочисленные частицы оказались вдали от Солнца (там, где сейчас планеты-гиганты). Теория, учитывающая все эти процессы, позволяет объяснить многие закономерности в Солнечной системе.

в) Спутники планет (а значит, и наша Луна) возникли, по-видимому, из роя частиц, окружающих планеты, т. е. в конечном итоге тоже из вещества протопланетной туманности. Пояс астероидов возник там, где притяжение Юпитера препятствовало формированию крупной планеты.

Таким образом, основная идея современной планетной космогонии сводится к тому, что планеты и их спутники образовались из холодных твердых тел и частиц.

Земля как планета в основном сформировалась за время порядка 100 млн. лет и вначале тоже была холодной. Последующий разогрев Земли происходил в результате ударов крупных тел (размером с астероиды), гравитационного сжатия, распада радиоактивных элементов и некоторых других физических процессов. Постепенно в процессе гравитационной дифференциации вещества (т. е. в процессе разделения вещества, состоящего из тяжелых и легких химических элементов) в центре Земли сосредоточивались тяжелые химические элементы (железо, никель и др.), из которых образовалось ядро нашей планеты. Из более легких химических элементов и их соединений возникла мантия Земли.

Кремний и другие химические элементы стали основой формирования континентов, а самые легкие химические соединения образовали океаны и атмосферу Земли. В земной атмосфере первоначально было много водорода, гелия и таких водородсодержащих соединений, как метан, аммиак, водяной пар. Со временем водород и гелий улетучились, а с появлением растений, способных «выдыхать» кислород, земная атмосфера начала обогащаться кислородом, наличие которого представляет одно из необходимых условий существования животного мира.

 

www.ronl.ru

Мир Культуры » Универсальность законов природы (Жизнь на Земле, во Вселенной). Малов И.Ф.

Автор утверждает, что законы во всей Вселенной одни и те же. Что позволяет сделать вывод о том, что жизнь и разум широко распространены. Поэтому жизнь – явление Космическое, а не земное, не случайное стечение местных обстоятельств. И второй вывод, который делает автор, о том, что жизнь и Вселенной очень тесно взаимосвязаны. И, даже более того, взаимозависимы и взаимоподстраиваемы…

О теснейшей связи человека и всего живого на Земле размышляет ведущий научный сотрудник Пущинской радиоастрономической обсерватории Астрокосмического центра Физического института им. П.Н.Лебедева РАН Игорь Фёдорович МАЛОВ, подчёркивая универсализм законов природы, подтверждаемый существованием космического антропного принципа. Вместе с астрофизиком, кандидатом физико-математических наук Валерием Афанасьевичем ФРОЛОВЫМ в своё время он пришёл к убеждению, что происходит особая подстройка живых организмов к проникающему на Землю космическому электромагнитному излучению.

 

Единство законов природы

В физике под законом обычно подразумевается не словесная формулировка какого-либо общего поведения материальных тел или полей, а математическое выражение связи между конкретными параметрами системы. При этом оказывается, что математические представления описывают самые разнообразные явления. Примерами могут служить уравнение колебаний или волновое уравнение. Первое одинаково хорошо описывает звуковые колебания и в электрической цепи, механические колебания балки и т.д. Второе применимо к описанию электромагнитных волн, звука, волн на воде и любых других.

Использование однотипных формул и уравнений характерно для многих физических процессов. Так, ядерные реакции следуют одним законам как на Земле, так и в недрах звёзд; квантовые законы одинаковы как в лабораторных исследованиях, так и при формировании излучения в спектральных линиях, образующихся в атмосферах звёзд или в межзвёздной среде.

В современной физике скейлинг, или масштабная инвариантность, понимаемая как неизменность формулировки физической теории при одновременном изменении всех расстояний и временны́х промежутков в одинаковое число раз, рассматривается как фундаментальное свойство природы. Поэтому можно сделать вывод об универсальности известных физических законов при описании самых разных по масштабам и характеру процессов и явлений, а поскольку первоначальное значение слова physis – природа, то справедливо ожидать, что общность физических законов свойственна всей природе в целом.

Ещё Гермес Трисмегист утверждал: «Как вверху, так и внизу; как внизу, так и вверху», то есть микро-, макро- и мегамир подчиняются одним и тем же законам, а в древнейшем ведическом тексте Катха Упанишаде (V в. до н.э.) говорится о том, что когда Вселенский Дух захотел утвердить Себя, то Его первая Творческая Воля вылилась в Закон Аналогии. Этот закон стал основанием и путеводной нитью всего созидания мира, сделался ведущим ритмом вселенской жизни. «Аналогия есть единственный возможный посредник между видимым и невидимым, между конечным и бесконечным».

Филон Александрийский (прибл. 25 г. до н.э.) говорил: «Если бы мы имели возможность открыть и выследить малейшие действия всякого возмущения, то каждая частичка существующей материи отвечала бы на всё, что случилось».

Известный оккультист XIX века Элифас Леви (Альфонс-Луи Констан) писал: «Аналогия есть последнее слово науки и первое – веры».

Приведённые утверждения означают, что законы, которые нами получены при наземных исследованиях, могут быть применимы и для видимого, но не доступного непосредственным измерениям мира, а также они верны и для невидимых (по своим масштабам или непонятной природе) процессов и явлений. При этом, поскольку нет возможности прямых исследований в самых глубинных структурах микромира или на мегамасштабах, мы вынуждены принимать на веру справедливость известных нам законов и в невидимом, конечном или бесконечном мире.

Единство законов природы позволяет нарисовать путь эволюции наблюдаемой части Вселенной (Метагалактики), который считается общепринятым в астрофизике в настоящее время. Иногда видимую часть Вселенной пишут с большой буквы как имя собственное, подразумевая при этом, что существуют другие вселенные (с маленькой буквы) (рис. 3). Метагалактику можно рассматривать как пространственно-временной фрактал и описывать её единой волновой функцией, которую квантовая космология ещё только призвана получить!

 

Рис. 1. Схема эволюции Метагалактики от Первоатома до появления Человека

 

Бельгийский астроном и аббат Ж.Леметр в 30-х годах ХХ столетия высказал идею о рождении Вселенной как квантовом событии в результате взрыва первоатома, разлетевшегося на множество мелких частиц. Квантовая космология утверждает, что сначала некоторым образом возникли пространство и время. Причём и пространство, и время, и гравитационное поле, а также другие поля были дискретными – квантованными. Развитая впоследствии теория инфляции подразумевала первоначальное расширение пустой Вселенной, которое затем сменилось расширением образовавшегося вещества.

Наибольшее проникновение вглубь материи на современном этапе дошло до представлений о кварках как первичных структурах, из которых состоят элементарные частицы и которые осуществляют обмен с помощью особых носителей – глюонов. Поэтому нужно предполагать, что на одном из начальных этапов развития Вселенной образовалась кварк-глюонная плазма, а уже из неё в первые три минуты жизни Вселенной сформировались первые электроны и самые лёгкие атомные ядра: водород, дейтерий, тритий, гелий, литий (рис. 1). Ещё через 300 тысяч лет возникли атомы, а затем звёзды и галактики. Внутри звёзд протекали термоядерные реакции, в результате которых рождались более тяжёлые ядра (C, O, N,.. Fe). Прекращение термоядерных реакций вследствие истощения необходимых для них элементов приводило к коллапсу массивной звезды и сбросу оболочки – взрыву сверхновой.

 

Рис. 2. Крабовидная туманность – остаток взрыва сверхновой, произошедшего в 1054 г. Изображение получено на космическом Хаббловском телескопе

 

Представленная эволюционная схема подразумевает, что всё, с чем мы имеем дело на Земле: и косная материя, и растения, и животные, и человек – состоит из тех элементарных частиц, которые образовались в первые мгновения существования Метагалактики, а тяжёлые элементы (в частности, железо – основной элемент нашей крови) произведены в ядерных реакциях внутри звёзд и выброшены во время взрывов сверхновых. Звезда, умирая, даёт материал для формирования живых организмов! И мы в самом буквальном смысле – Дети Вселенной1!

Универсальность законов природы позволяет сделать важный вывод из космологического антропного принципа, заключающегося в том, что значения фундаментальных постоянных (гравитационной постоянной, масс и зарядов элементарных частиц, скорости света и др.) оказались единственно возможными и необходимыми для существования жизни в нашей Метагалактике. Это означает, что Метагалактика приспособлена для возникновения и существования белковой жизни, и, так как она однородна и изотропна и описывается всюду одними и теми же законами, можно сделать вывод о закономерном возникновении и широкой распространённости жизни земного типа и Разума во Вселенной. Но антропный принцип с точки зрения и физики, и философии «отвергает» возможность уникальности земной жизни.

 

Рис. 3. Так представляют себе Большую Вселенную, состоящуюиз отдельных «пузырьков» и соединяющих их туннелей, некоторыесотрудники ИКИ РАН (Кардашёв Н.С. Космология и проблемыSETI. Материалы конференции SETI-XXI

http://www.astronet.ru:8100/db/msg/1177502)

 

Жизнь на Земле – явление космическое

Классики русского космизма много говорили о тесной связи между жизнью на Земле и космическими процессами. «Космические излучения вечно и непрерывно льют на лик Земли мощный поток сил, придающий совершенно особый, новый характер частям планеты, граничащим с космическим пространством <…> Лик Земли ими меняется, ими в значительной степени лепится. Он не есть только отражение нашей планеты, проявление её вещества и её энергии – он одновременно является и созданием внешних сил Космоса <…> Твари Земли являются созданием сложного космического процесса, необходимой и закономерной частью стройного космического механизма, в котором, как мы знаем, нет случайности <…> Биосфера не может быть понята в явлениях, на ней происходящих, если будет упущена эта её резко выступающая связь со строением всего космического механизма…» (В.И.Вернадский).

«Живая клетка представляет собой результат космического, солярного и теллурического воздействия и является тем объектом, который был создан напряжением творческих способностей всей Вселенной <…> Мы привыкли придерживаться грубого и философского взгляда на жизнь как на результат случайной игры только земных сил. Это, конечно, неверно. Жизнь же, как мы видим, в значительно большей степени есть явление космическое, чем земное. Она создана воздействием творческой динамики космоса на инертный материал Земли. Она живёт динамикой этих сил, и каждое биение органического пульса согласовано с биением космического сердца – этой грандиозной совокупности туманностей, звёзд, Солнца и планет <…> Медленными, но верными шагами наука подходит к разоблачению основных источников жизни, скрывающихся в отдалённейших недрах Вселенной. И перед нашими изумлёнными взорами развёртывается картина великолепного здания мира, отдельные части которого связаны друг с другом крепчайшими узами родства, о котором смутно грезили великие философы древности» (А.Л.Чижевский).

Космичность земной жизни подразумевает следующее:

1) Земля образовалась и эволюционирует, подчиняясь общим космическим законам, и посему всё сущее, связанное с ней как космическим телом, подвержено действию тех же космических законов.

2) К настоящему времени накапливается всё больше данных, свидетельствующих о том, что жизнь на Земле возникла не случайно, не только и не столько как следствие каких-то внутренних или поверхностных особенностей нашей планеты, а появилась закономерно, под действием особых космических законов, специфического влияния космоса, наличия в нём определённой информации. Происходит возвращение к идее панспермии, известной ещё со времён Анаксагора (Древняя Греция, V в. до н.э.), который рассматривал жизнь как космическое явление и считал, что «зародыши жизни» переносятся от планеты к планете. В XIX–XX веках эту идею обсуждали Г.Гельмгольц (1821–1894, немецкий учёный, автор фундаментальных трудов по физике, биофизике, физиологии, психологии) и С.Аррениус (1859–1927, шведский физико-химик), а затем известный астрофизик Ф.Хойл (1915–2001) и его коллега Ч.Викрамасингх (р. 1939, британский физик, астроном и астробиолог из Шри-Ланки). Все они подчёркивали, что всякое суждение, по которому жизнь – явление земное, «выражает определённо докоперниковскую точку зрения».

3) Космическая среда, космические процессы могут непосредственно влиять на сформировавшееся живое вещество, биосферу Земли. Многие видные мыслители прошлого (И.Кеплер, Д.Бруно, Д.Кардано и др.) считали, что человеческая жизнь полностью определяется космическими факторами.

В ХХ веке появилась новая наука, которую можно назвать космобиологией, идейную же её основу заложил В.И.Вернадский, а также А.Л.Чижевский, который писал: «И человек, и микроб – существа не только земные, но и космические, связанные всей биологией, всеми молекулами, всеми частицами своих тел с космосом, его лучами, потоками и полями».

4) Четвёртый аспект проблемы связан с обратным влиянием биосферы и человека на среду его обитания (в частности, на космическую среду).

Что касается осознания человеком своей космической сущности, своего места и роли в иерархии Вселенной, то философские аспекты такого понимания обсуждались с древнейших времён, а его научные основы заложены в трудах русских космистов, среди которых в первую очередь следует назвать К.Э.Циолковского, А.Л.Чижевского и В.И.Вернадского. Особое место среди русских космистов занимают Н.К. и Е.И.Рерих, которые много писали об ответственности человечества перед космосом.

Циклы в космосе и на Земле

Современные данные свидетельствуют о том, что космос насыщен самыми разнообразными циклическими процессами с известными периодами, от долей секунды (пульсары) до сотен миллионов лет (вращение Галактики). Наша Земля, как чуткий резонатор, может реагировать на эти процессы. Многие земные процессы обнаруживают периодичность, связанную как с движением планеты в пространстве, так и с циклами солнечной деятельности. Известно, что активности нашего центрального светила обязаны многие события на Земле. Перечислим некоторые из них: частота и интенсивность магнитных бурь, полярных сияний, частота гроз, бурь, смерчей и количество осадков, размножаемость и миграция насекомых, количество ряда болезней и внезапных смертей, предрасположенность человеческих масс к социальной активности, акустические шумы в атмосфере.

Примечателен тот факт, что для лиц, вошедших в энциклопедию за 400 лет, намечается 18 всплесков рождаемости со средним периодом 22,7 года, который совпадает с одним из основных периодов солнечной активности – сменой магнитных полюсов светила.

Движение Земли вместе с Солнцем в Галактике также не остаётся без последствий. На это реагирует и тело Земли, и её биосфера. При своём движении Солнечная система примерно один раз за 100 млн лет попадает в пылевые облака, которые находятся в спиральных рукавах. Пыль вызывает дополнительное рассеяние солнечного излучения и общее похолодание на Земле.

Наблюдаются 27-дневный, полугодовой, годовой, 11- и 22-летние циклы, 33–35-летний «брикнеров» цикл, периоды в 80–90 и 600–800 лет, возможный ритм в 1800–1900 лет, период в 21 тысячу лет, геологический – в 60–70 млн лет, повторяемость ледниковых эпох каждые 180–200 млн лет и колебания интенсивности вулканических явлений с периодом порядка 500 млн лет. Испытывает колебания и магнитное поле Земли с периодом более 6000 лет. Более того, с интервалом от примерно 50 тысяч до одного миллиона лет происходит инверсия магнитного поля планеты. Уменьшение же его напряжённости приводит к увеличению потока космических частиц на Землю.

Космический электромагнитный спектр и размеры живых организмов

Вместе с кандидатом физико-математических наук В.А.Фроловым в рамках воззрений русских космистов мы выдвинули гипотезу о постоянной особой подстройке живых организмов, в частности, к спектру проникающего на Землю космического электромагнитного излучения («Земля и Вселенная» № 3 / 2005).

Известно, что из всех электромагнитных волн сквозь земную атмосферу проникают радиоволны (с длинами волн примерно от λ > 1 мм до 15–30 м), оптическое излучение в диапазоне от 0,3 мкм до 1,5–2 мкм и в ряде узких полос в инфракрасной области (от 2 до 8 мкм). В основном же инфракрасное излучение поглощается молекулами в атмосфере, а ультрафиолетовый, рентгеновский и гамма-диапазоны почти полностью поглощаются молекулами, атомами и ядрами и не доходят до поверхности Земли.

При сравнении этих длин волн с размерами живых организмов на Земле обнаруживаются поразительные соответствия. Действительно, самые большие земные животные – синие киты – достигают в длину 30 м. Вообще же «макроскопические» живые организмы Земли имеют размеры от 1 мм до 30 м, а бактерии – от 0,4 до 5 мкм. Наличие такой корреляции наводит на мысль о том, что земные живые организмы – своеобразные «резонаторы» на приходящее из космоса электромагнитное излучение, и если до Земли доходит излучение определённой частоты, то в биосфере существуют животные соответствующих размеров2.

Ещё А.Л.Чижевский писал о микробах «как электрических резонаторах. Эта точка зрения должна быть распространена на живые клетки вообще <…> Электромагнитные колебания различной длины волны <…>, проникая в среду Земли, заставляют трепетать им в унисон каждый атом, на каждом шагу они вызывают движение материи,.. каждый атом живого реагирует на соответствующие колебания атомов природы».

Предложенная гипотеза позволяет объяснить целый ряд явлений, протекавших в прошлом и происходящих на Земле в настоящее время. Прежде всего спектр размеров животных нашей планеты в обозримом прошлом лежал примерно в тех же пределах, что и сейчас. Так, самые крупные ящеры достигали в длину 20–30 м, что соответствует самому длинноволновому радиоизлучению, достигающему поверхности Земли.

 

Рис. 4. Спектр размеров живых организмов (К.Вилли, В.Детье «Биология»)

 

Более длинные волны отражаются земной ионосферой. Длине волны в 20 м соответствует спокойное состояние верхних слоёв ионосферы. Однако она подвержена сильным возмущениям, связанным, в частности, с активными процессами на Солнце. Вполне возможно, что был в истории Земли период, когда электронная концентрация сильно возросла и размеры животных более чем 3 м, стали «запрещёнными». Не привело ли это обстоятельство к исчезновению гигантских ящеров на нашей планете? Ионосфера и в настоящее время подвержена воздействию солнечных возмущений, приводящих к локальному или глобальному закрытию части окна прозрачности земной атмосферы. Возможно, что именно с этим эффектом связаны массовые самоубийства китов, о которых время от времени появляются сообщения в СМИ.

В периоды солнечных вспышек и других проявлений солнечной активности наблюдаются изменения интенсивности радиоизлучения в сантиметровом и дециметровом диапазонах. Тогда же происходят не объяснённые пока массовые миграции животных соответствующих размеров (в частности, белок и леммингов) в довольно обширных районах земного шара. Они также могут вызываться нарушением комфортного электромагнитного фона в среде обитания.

Одним из самых загадочных живых образований на Земле остаются вирусы, размеры которых заключены в пределах 20–3000 нм. Существует ряд аргументов, свидетельствующих о том, что вирусы – древнейшие образования на Земле. Излучение соответствующих длин волн в настоящее время поглощается в основном кислородом атмосферы (от 300 нм до 180 нм поглощает озон О3, от 180 нм до 100 нм – молекулярный кислород О2 и ниже 100 нм – атомарный кислород О и азот N2). Известно, однако, что кислород в атмосферу почти полностью поставляется зелёными растениями. В начальные периоды существования Земли они отсутствовали, почти не было атмосферного кислорода, и ультрафиолетовое излучение беспрепятственно доходило до земной поверхности, на которой и появились первые вирусы, полумеханические, полуживые образования, хранители-консерванты молекул ДНК и РНК. Возможно, что вирусы были первыми как бы переходными, «полуживыми» строительными элементами. Впоследствии произошло обогащение атмосферы Земли кислородом за счёт растений, что и привело к экранированию излучения с длиной волны меньше 300 нм, а существование вирусов, в соответствии с нашей гипотезой, стало затруднительным. В итоге они должны были бы исчезнуть вовсе. Не исключено, что именно это обстоятельство заставило вирусы в борьбе за выживание «спрятаться» внутрь формирующихся клеток. И погрузиться в анабиоз, пребывая в ждущем режиме для «оживления» при подходящих условиях, чтобы произвести одноактное действие впрыскивания молекул ДНК или РНК в найденную клетку или бактерию. Тем самым в биосфере обеспечивается разнообразие мутагенеза и, соответственно, устанавливается средний фон скорости протекания эволюции даже при отсутствии прямого действия ультрафиолета. Конечно, его разнообразие и скорость сильно отличаются от тех, что были при становлении биосферы.

В свете вышесказанного возникает вопрос: если спектр биоты обусловлен спектром космического излучения, отфильтрованным земными экранами, и каждому фрагменту этого спектра соответствуют определённые организмы в живой ткани биосферы, то что произойдёт с такой живой тканью, если из неё будет ежегодно выпадать несколько видов флоры и фауны? Что и как будут «лепить» фрагменты космического спектра, не найдя соответствующие планетарные «резонаторы»? Какие кентавры и химеры появятся в биосфере, чтобы залатать «зияющие прорехи» в живой ткани биосферы? Наверное, появятся и начнут яростную борьбу за выживание, возможно, в формах, неведомых человечеству и всем живым существам…

Эти вопросы тесно связаны со всей деятельностью человека на Земле, с последствиями далеко не всегда продуманного вмешательства в органичную (в целом) систему космоземного взаимодействия. Эксперименты по воздействию электромагнитных полей на живые организмы показывают, что можно «создать» новые сущности типа «куро-уток» (Цзен) или организма из сросшихся хвостов (А.Бурлаков).

Следует подчеркнуть, что принцип отрицательной обратной связи в системах позволяет поддерживать стабильность системы с помощью компенсации действия фактора, выводящего её из равновесия. В случае если какая-то часть системы постоянно вызывает неравновесное состояние и возникает угроза больших отклонений, способных привести к её разрушению, эта часть может быть устранена. Человеку не следует забывать о возможности такой «коррекции» биосферы и устранения его как деструктивного элемента в стройной космической цепи.

Как следует из приведённых выше соображений, космическое электромагнитное излучение может быть важнейшим фактором, определяющим структуру и эволюцию живого вещества на планете. Однако на размеры и вообще на спектр организмов, безусловно, влияют и другие физические агенты и параметры. К ним, в частности, относятся величина силы тяжести на планете, близость планеты к центральному светилу, возраст планетной системы. Если же эти условия близки, то основным для формирования вида биосферы будет, по-видимому, электромагнитный космический спектр.

В заключение ещё раз подчеркнём, что земная биосфера вместе с человеком подчиняется универсальным природным законам, и жизнь на Земле, начиная с появления первых её ростков, в течение миллиардов лет эволюции находится в гармонии с процессами и явлениями, протекающими во Вселенной. Нарушение этой гармонии может привести к печальным для человеческой цивилизации последствиям.

Дельфис №79 (3/2014)

mirkultura.ru

Новая Эпоха - Эпоха Света: Единство мира

Вселенная

"Неразрывное единство мироздания проявляется не только в мире бесконечно малого, но и в мире сверхбольшого" (Эрнест Мах)

С момента формирования Вселенной материя, по утверждениям астрофизиков, начала со временем концентрироваться в упорядоченные галактические структуры. В рамках концепции горячей Вселенной, то есть с момента "Большого Взрыва",  ее начальным состоянием была точка, называемая точкой сингулярности, в которой были сосредоточены все вещество и энергия. Она характеризовалась бесконечно большой плотностью материи и энергии. Конкретные свойства точки сингулярности ученым неизвестны, как неизвестно и то, что предшествовало состоянию сингулярности. Некоторые современные ученые, такие как Дэвид Бом и Стивен Хоукинг выдвинули гипотезу, что точка сингулярности отсутствовала и Вселенная образовалась из пустоты, то есть из ничего.

Созвучна их предположениям и инфляционная модель зарождения Вселенной,  развитая в последние десятилетия в работах ряда ученых, например, А.Гута и А. Линде, как попытка разрешения, в частности, и проблемы сингулярности. Согласно этой модели Вселенная взрывообразно стала развиваться из физического вакуума, то есть, по сути, из пустоты. В первую триллионную долю секунды загадочная антигравитационная сила вынудила Вселенную расширяться со скоростью, намного превышающей скорость света. При этом противоречия с теорией относительности в такой модели нет, коль скоро расширялось пустое пространство. Сама по себе антигравитация не должна восприниматься как нечто чудесное, так как в рамках общей теории относительности Эйнштейна источником гравитационного поля является не только вещество, но и давление (поток импульса). Нет физического закона, который бы запрещал иметь отрицательное давление. Более того, современная физика элементарных частиц предполагает существование скалярных полей, одной из особенностей  которых является реализация отрицательного давления.

Итак, благодаря инфляции, изначально однородная область физического вакуума за ничтожную долю секунды возросла более чем в 10 в тридцать пятой степени раз и достигла размера не менее 100 см в поперечнике. Квантовые флуктуации в ходе инфляции создали участки неоднородности, способствовавшие рождению и объединению материи, а также формированию в течение миллиарда лет галактических структур в соответствие с моделью горячей Вселенной. Процесс расширения продолжается и сегодня.

Представленная модель зарождения Вселенной признается сегодня многими космологами, как наиболее приемлемая. Однако эта модель не является бесспорной и может рассматриваться лишь в рамках рабочей гипотезы. В связи с этим астроном Дэвид Дарлинг предостерегает: “ не позволяйте толкователям космологии одурачить вас. У них тоже нет ответов на многие базовые вопросы – хотя они хорошенько поработали над тем, чтобы убедить всех, и себя в том числе, в том, что им все ясно... На самом же деле объяснение того, как и откуда все началось – до сих пор серьезная проблема. Не помогает даже обращение к квантовой механике. Либо не существовало ничего, с чего все могло бы начаться – ни квантового вакуума, ни прегеометрической пыли, ни времени, в котором могло происходить что-либо, ни каких бы то ни было физических законов, в соответствии с которыми ничто могло превратиться в нечто. Либо же существовало нечто, и в этом случае оно требует объяснения”

Действительно, первый закон термодинамики гласит: нельзя получить что-либо из ничего. То же самое касается и порядка из взрыва? Согласно второму закону термодинамики порядок, наблюдаемый как во всей Вселенной, так и в нашей Солнечной системе, не может быть следствием лишь взрыва. Взрыв не ведет к порядку. Для того чтобы получить некий порядок, необходимо введение не только энергии, но и информации. По-видимому прав был известный астроном Фред Хойл, когда писал:” Картина Вселенной, образования галактик и звезд, по крайней мере как она предстает в астрономии, удивительно нечетка, как пейзаж, видимый в тумане... Очевидно, что в изучении космологии упущен один компонент – тот, что предполагает наличие информации“

Однако ученым потребовалось затратить огромные интеллектуальные и материальные ресурсы, чтобы прийти к удивительному выводу о "рождении" мира из "ничего". Любопытно, что научный мир с этой гипотезой задержался почти на 500 лет. Процесс  сотворения Вселенной был подробно описан великим Ари еще в 16 веке в книге "Древо жизни". Он в частности писал, что …до начала образования Вселенной был лишь Высший, все собой заполняющий, однородный свет, у которого не было ни границы и ни времени. Для создания Вселенной свет равномерным сжатием вокруг некоторой точки сократил себя и образовал пустое пространство в форме круга. Затем из малой искры прямого луча, протянувшегося  от бесконечного света внутрь созданного пустого пространства, в центре зияющей пустоты был сотворен наш материальный мир...

Можно предположить, что Ари здесь говорит о поле информации, поле Разума, называемом полем света, из малой порции которого образовалась плоская Вселенная ( в плоскости круга), то есть окружающий нас материальный мир. Скорее всего, Фред Хойл именно этот компонент имел в виду. Как видим, современная физика с использованием инфляционной модели рождения Вселенной очень близко подошла к модели Ари, за исключением начального (нулевого) момента, о котором у ученых нет приемлемых гипотез.

Но, несмотря на все нестыковки, сегодня принято считать, что 13.7 миллиардов лет назад, в момент рождения, вся Вселенная была заключена в точке радиусом 10 в минус  тридцать третьей степени см, что неизмеримо меньше радиуса протона, равного 10 в минус тринадцатой степени см.  В этом объеме уже была заложена вся информация о будущем Вселенной. Лишь 3-5% Вселенной - привычная материя из барионов (протоны, нейтроны, электроны и кванты света). На 70% Вселенная состоит из вещества с положительной плотностью энергии и отрицательным давлением. Это вещество называют "темной энергией". Еще на 25% Вселенная - частицы неизвестной природы, которые не открыты, то есть "темная материя".

Многие  космологи  убеждены, что наблюдаемая часть сформировавшейся структуры Вселенной является в большом масштабе пространственно однородной и плоской. Они говорят, что множество галактик и их скоплений формируют ячеистую структуру Вселенной по типу пчелиных сотов. Так, например, астроном X. Альвен пишет, что космическое пространство обладает ячеистой структурой. Сами ячейки, видимо, имеют характерный размер в десятки мегапарсек (мегапарсек – астрофизическая единица расстояния, немного более 3 миллионов световых лет, а световой год равен примерно 103 млрд. км). Они занимают до 50% объема Вселенной и не содержат вещества, которое бы испускало электромагнитное излучение. Стенки же между ячейками, сформированы, видимо, как самими галактиками, так и звездными, газовыми и пылевыми перемычками между галактиками, или их скоплениями. Толщина стенок насчитывает несколько мегапарсек. Галактики, например Млечный Путь, — гравитационно-связанные системы из звёзд, межзвёздного газа, пыли и тёмной материи. Все объекты в составе галактик участвуют в движении относительно общего центра масс.

Кстати, эффект ячеистого структурирования был открыт российскими учеными и при исследовании геолого-геофизического строения Земли, а также биологических  объектов. Так, по мнению ученого Н. Гончарова, тепловая и гравитационная конвекция делит всю земную кору на 60 конвективных ячеек. Более того, как предполагают геологи, подобная ячеистая структура присуща Марсу, Венере, Луне, Солнцу и вообще всем объектам космоса. Что же касается биологических объектов, то, например, колонии одноклеточных водорослей в аквариуме иногда выстраиваются в ячеистую структуру, подобную пространственному распределению метагалактик.

В качестве наглядного примера образования конвективных ячеек можно привести случай структурирования слоя масла на нагретой сковородке. Хозяйки наверняка замечали, что при достаточно высокой температуре тонкий слой нагретого масла на сковороде преображается: вся поверхность разбивается на правильные шестигранные или цилиндрические ячейки. Структура на сковороде становится очень похожей на пчелиные соты. То есть одни и те же закономерности проявляються в самых разных природных явлениях: в формировании всей Вселенной, отдельных её элементов, а также в биологических объектах, что явно свидетельствует о единстве законов мироздания.

Если из космоса спуститься на Землю, то можно проследить закономерности объединения и в образовании окружающих нас материальных структур. Так все твердые структуры неживой природы имеют кристаллическую решетку, в узлах которой располагаются атомы, сформированные из микрочастиц. Ядра атомов состоят из протонов и нейтронов. По величине протоны чуть больше нейтронов. При этом вес протона должен быть именно такой, какой он есть. В противном случае даже превышение веса на 0.2 % приведет к распаду протона на нейтрон, позитрон и нейтрино. Поскольку в ядре атома водорода лишь один протон, то в результате его распада существование органических молекул, воды  и звезд было бы невозможно, а следовательно и наша жизнь тоже.

Сами атомы расположены на огромных, по сравнению с их собственными размерами, расстояниях. В свою очередь и они сами состоят практически из пустого пространства. Атомное ядро занимает всего лишь одну триллионную часть всего объема атома. Остальное пространство атома занято электронным облаком, про носителей которого можно сказать, что они занимают какой-то объем чисто условно.

Таким образом, вещественная материя и в атоме, и во Вселенной занимает незначительную часть общего объема. Вот что сказал по этому поводу лауреат Нобелевской премии по физике, астрофизик Джон Мазер: "Звезды находятся на очень большом расстоянии друг от друга, атомы тоже практически пусты. Расчеты показывают, что вся современная Вселенная вполне способна уместиться в небольшом объеме первичной материи".

То есть материя представляет собой скорее крохотные островки субстанции в океане пустоты, нежели твердое вещество, воспринимаемое нашими органами чувств. Да и природа этих островков - элементарных частиц выходит за рамки обыденного здравого смысла. По современным представлениям их следует рассматривать в качестве эфемерных сгустков энергии, которые удивительным образом одновременно сочетают в себе корпускулярные и волновые свойства. Само понятие волны или колебания носит в физике абстрактный характер. Это лишь некоторое "движение материи". Даже при температуре абсолютного нуля атомы в телах не прекращают своих колебательных движений.

Следовательно, наша Вселенная  "соткана как единое динамическое полотно" из силовых физических полей неразрывно связанных друг с другом. На сегодня физики достаточно подробно описали лишь электромагнитное поле, поле ядерных сил (сильных взаимодействий) и поле слабых взаимодействий. О гравитационном поле известно только его присутствие и действие на нас, без понимания физики. О других полях, таких, например, как поле "темной энергии" и прочих есть лишь предположения. Высказывается гипотеза, что поле "темной энергии" – это поле информации. Однако сегодня пока не ясно, каким образом информация переходит в энергию. Тем не менее, у науки нет сомнений в том, что скрепляющим раствором для Вселенной являются в частности названные силовые поля, объединяющие все её элементы в удивительно целостную, единую структуру. Четырем известным силовым взаимодействиям соответствуют четыре фундаментальные численные величины, именуемые универсальными мировыми константами.

Любопытно, что физика и космология уже вплотную приблизились к признанию того, что материальные макроскопические тела неразрывно связаны названными мировыми константами (силовыми взаимодействиями) со своим окружением. Их свойства могут восприниматься лишь в терминах взаимосвязи с окружающим миром. В соответствии с принципом Маха, "взаимодействие тел распространяется на всю Вселенную в целом, включая наиболее удаленные звезды и галактики. Это неразрывное единство мироздания проявляется как в мире бесконечно малого, так и в мире сверхбольшого".

По словам Фреда Хойла, "современные исследования довольно убедительно свидетельствуют о том, что условия нашей повседневной жизни не могли бы существовать в отрыве от далеких частей Вселенной, и, если бы эти части каким-то чудесным образом были изъяты из нашего мира, то все наши представления о пространстве и геометрии моментально утратили бы свой смысл. Наши повседневные впечатления до самых мельчайших деталей настолько тесно связаны с крупномасштабной характеристикой Вселенной, что сложно даже представить себе, что одно может быть отделено от другого".

Действительно, наш мир очень "чувствителен" к значениям указанных выше четырех мировых констант, поскольку все основные особенности реального мира (размеры ядер, атомов, планет, звезд и т. д.) напрямую зависят от их величин. Само существование мира обусловлено выполнением очень жестких соотношений между ними. Ничтожные, с человеческой точки зрения, отклонения от наблюдаемой удивительно сложной и невероятно точной числовой соразмеренности значений мировых констант привели бы к фатальным последствиям для существующей Вселенной. Ее природа была бы такова, что в ней невозможна была бы жизнь. (читатели, мало знакомые с удивительной сбалансированностью Вселенной и приспособленностью Солнечной системы для нашей жизни найдут подробные сведения в статье С. Белицкого "Пепел потухших звезд").Следовательно, Вселенную нельзя себе представить, состоящей из некоторых первичных “кирпичиков”, которые могут существовать отдельно и независимо друг от друга.

По этому поводу принстонский физик и коллега Эйнштейна, Дэвид Бом сказал: "Вселенная со всеми своими элементами, включая нас самих, в действительности является гигантской целостной системой, в которой все взаимозависимо, что далеко не всегда очевидно. Все, что доступно осязанию и существует в мире обособленно — скалы, океаны, леса, животные и люди, — представляет собой видимый уровень мироздания. Однако все эти вещи и явления только кажутся обособленными, в действительности же они связаны между собой на глубинном уровне высшей целостности — скрытого порядка, который просто не доступен нашим органам восприятия. Мир подобен гигантской космической голограмме".

В голограмме любая часть объекта содержит весь объект в уменьшенном виде. С точки зрения Бома, все, что мы можем наблюдать в окружающем мире, — это проекции чего-то гораздо более реального, происходящего на глубинном уровне мироздания в области скрытого и подлинного бытия. Согласно такому подходу, "как вверху, так и внизу", "как внутри, так и вовне". Иными словами, любая система состоит из систем меньшего масштаба, по сути, ей идентичных.

Удачный пример голограммы — элегантная простота человеческого тела. Из какой бы его части мы ни взяли молекулу ДНК — из волоса, пальца руки или из капли крови, она будет содержать генетический код всего организма. В ней всегда и в неизменном виде обнаруживается генетическая модель всего человека.

Видимо прав был отец квантовой теории Макс Планк, шокировавший в 1944 году ученый мир заявлением о том, что "существует некая "матрица", в которой берут свое начало новые звезды, ДНК и даже сама жизнь". При этом все они соответствуют единому скрытому порядку  - порядку целостности и единства. Другими словами, существует некий Высший (относительно нашего уровня понимания) закон природы, являющийся более общим для всего нашего мироздания. Вот что сказал об этом Грэгг Брейден: "недавние исследования с очевидностью подтверждают, что матрица Макса Планка действительно существует. Чтобы подключиться к ее силе, мы должны понимать, как она устроена, и научиться говорить на понятном ей языке".

24.11.2011

newage-serapis.blogspot.ru

 

Начальная

Windows Commander

Far
WinNavigator
Frigate
Norton Commander
WinNC
Dos Navigator
Servant Salamander
Turbo Browser

Winamp, Skins, Plugins
Необходимые Утилиты
Текстовые редакторы
Юмор

File managers and best utilites

Лекция: Единство химического состава тел Вселенной и Земли. Реферат единство законов природы и состава вещества во вселенной


Лекция - Единство химического состава тел Вселенной и Земли

Все многочисленные тела как живой, так и неживой природы состоят из мельчайших материальных частичек-атомов различных химических элементов. Число этих химических элементов и их единство определяются великим законом природы — периодическим законом Д. И. Менделеева. Но возникает ещё вопрос, требующий ответа. Из какого вещества, из каких элементов состоят небесные тела, звёзды и планеты? Справедлив ли закон Менделеева и для Вселенной? Да, справедлив.

Уже издавна люди наблюдали падение на землю «небесных камней» — метеоритов. В прежние времена таким камням нередко даже поклонялись, как «посланцам богов». В настоящее время мы знаем, что метеориты — это обломки других небесных тел Вселенной.

Естественно, что очень интересно выяснить, из каких химических элементов состоят «небесные камни». Многочисленные анализы метеоритов, как каменных, так и железных, показали, что осколки вещества, попадающие к нам из глубин Вселенной, состоят из тех же химических элементов, которые объединяет таблица Менделеева. Ни одного нового, неизвестного на земле элемента в составе метеоритов нет. Определён теперь и состав раскалённых небесных тел — солнца и звёзд. Об этом человеку рассказали лучи света, приходящие на Землю от далёких звёзд.

В середине прошлого века философ О. Конт, пытаясь доказать, что наше познание природы ограничено, приводил такой пример: человек никогда не узнает, из чего состоят звёзды и солнце, какова температура этих небесных тел и т. д. Ведь солнце и звёзды — это раскалённые небесные тела. Если даже предположить, что в отдалённом будущем люди построят межпланетные летательные аппараты, они всё равно не смогут приблизиться к поверхности солнца и звёзд, так как температура этих небесных тел очень высока. Наука опровергла ложные доводы этого философа. Всего несколько лет спустя после этого высказывания Конта был открыт новый плодотворный способ исследования небесных тел — спектральный анализ.

Сущность этого способа, коротко говоря, состоит в следующем: белый свет, который мы наблюдаем в жизни, при определённых условиях разлагается на цветные лучи. В этом можно убедиться при помощи очень простого опыта. Поставьте на пути луча света кусок стекла, имеющий вид клина, так называемую трёхгранную призму. Проходя через такую призму, свет меняет своё прямолинейное направление или, как говорят, преломляется в ней и одновременно разлагается на составляющие его цветные лучи. Образуется так называемый спектр цветных лучей. В спектре принято выделять семь цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый, переходящие друг в друга. Объясняется это явление тем, что лучи разных цветов по-разному преломляются в трёхгранном куске стекла — менее других отклоняются в призме красные лучи, более всех других лучей — фиолетовые.

Изучая спектры света от различных источников, учёные обнаружили одну замечательную их особенность. Свет, который исходит от раскалённых твёрдых и жидких тел, даёт всегда сплошной спектр, т. е. цветные лучи-полоски следуют в нём друг за другом и всегда в одном и том же порядке.

Совсем иной спектр получается, если свет испускают раскалённые пары какого-либо вещества. Этот спектр состоит из тонких цветных линий, разделённых тёмными полосками. Такой спектр называется линейчатым.

И вот оказывается, что каждый химический элемент имеет свой, отличный от других линейчатый спектр. Например, раскалённые пары натрия дают спектр, состоящий из двойной жёлтой линии; в спектре паров элемента лития имеются характерные — одна красная и одна оранжевая—линии; раскалённые пары калия показывают две характерные линии — красную и фиолетовую и т.д.

Открытие этой замечательной особенности — способности веществ давать свой, отличный от других спектр излучения, когда они находятся в состоянии раскалённых газов, и явилось основой необычайно чувствительного спектрального анализа*). С помощью этого способа исследования в первые же годы его применения было крыто несколько новых, ранее неизвестных химических элементов (в том числе упомянутый ранее галлий). Содержание этих элементов в земле очень рассеяно, поэтому ранее они ускользали от внимания исследователя. Способ спектрального исследования тел природы позволил обнаруживать миллионные и миллиардные доли грамма вещества.

Каждое новое простое тело давало о себе знать новым сочетанием цветных линий в спектре, новым линейчатым спектром. Спектральное исследование лучей света, идущих от небесных тел, и позволило определить, из каких элементов состоят звёзды.

Ещё до открытия линейчатых спектров было замечено, что спектр солнечных лучей, который долгое время считали сплошным, на самом деле не сплошной, а пересекается множеством тонких тёмных линий.

Разгадка этих линий была найдена после открытия спектрального анализа. Оказывается, тёмные линии образуются в спектре потому, что свет на своём пути проходит через несветящиеся пары некоторых элементов. Так, например, если свет проходит через охлаждённые пары калия, то в сплошном спектре, в местах, где располагаются цветные линии этого элемента—красная и фиолетовая, — появятся соответственно две тёмные линии. Такие спектры, состоящие из тёмных линий на фоне цветных полос, называют спектрами поглощения. Спектры поглощения и помогли узнать состав небесных тел.

Изучение спектра поглощения солнечных лучей показало, что солнечный свет проходит на своём пути через более холодные пары очень многих химических элементов — железа, водорода, гелия, натрия, кальция, кремния и других.

Где же находятся эти пары? Дать на него ответ не представляло трудности. Известно, что в атмосфере Земли нет паров всех тех элементов, о которых говорит солнечный свет. Не могут эти элементы находиться также в межзвёздном пространстве, и вот по какой причине. Спектры поглощения света, идущего от разных звёзд, различны. Значит, свет разных звёзд встречает на своём пути к Земле разные химические элементы (в виде охлаждённых, несветящихся паров). Отсюда ясно, что все те химические элементы, о которых говорят солнечный свет и свет звёзд, находятся в виде паров у самого Солнца, у самой звезды в их внешних, более холодных слоях. Обнаруженные исследованием элементы должны, следовательно, входить в состав этих небесных тел.

Изучение спектров солнечного света показало, что на Солнце больше всего водорода, а затем гелия. Открыто там много и других химических элементов (кислород, кальций, железо, магний, натрий и др.), но все вместо они составляют очень малую долю по сравнению с водородом. На Солнце не обнаружено никаких химических элементов, помимо тех, которые имеются на Земле. Это указывает на то, что небесные тела состоят из тех же веществ, что и Земля. Но на разных небесных телах вещество может находиться в самых различных состояньях.

Корона во внутренней части представляет собой чрезвычайно разреженное облако легких частичек, главным образом частичек электричества — электронов, выделяющихся из нижележащих слоев. Все они быстро движутся в разных направлениях, но преимущественно в сторону от Солнца. Скорость их так же велика, как у газа при температуре до миллиона градусов. Во внешней части короны к ним примешаны и частички пыли, которая носится в межпланетном пространстве.

Астрономы много сделали для изучения различных явлений на Солнце, в особенности во время полных солнечных затмении. Ведь те несколько минут, в течение которых происходит полное солнечное затмение, являются лучшим временем для наблюдения солнечной короны, хромосферы, протуберанцев и многих других явлений, происходящих на Солнце.

Изучение спектров небесных тел с неопровержимой убедительностью доказало материальное единство Вселенной. Многочисленные спектры Солнца, звёзд, туманностей показали, что ни на одном из небесных тел нет таких элементов, которые были бы неизвестны нам, жителям Земли, нет элементов, которые не входят в периодическую таблицу элементов Д. И. Менделеева. Так, в настоящее время на Солнце найдено уже более 60 химических элементов и все они известны нам по таблице Менделеева.

Состав нейтронных звёзд

Нейтронные звезды – это одни из наиболее интересных небесных тел в космосе. Несмотря на крайне малый размер (не более 20км в диаметре) они обладают невероятно высокой плотностью. Вследствие этого, щепотка вещества с этой звезды будет весить более 500 млн. тонн. Из-за гравитации электроны вдавливаются в протоны, переходя в нейтроны, что и послужило названием для этих звезд.

Исследуя нейтронные звезды, физики-теоретики разработали модели поведения материи в условиях высокой плотности. Итогом стала гипотеза о существовании сверхтекучей жидкости. Подобная жидкость создавалась в лабораторных условиях. Отличительными свойствами является способность течь вверх и утекать из герметично закрытых контейнеров.

Нейтронные звезды образуются в результате взрыва сверхновых и представляют собой конечный этап жизни светила. Они состоят из нейтронной сердцевины и тонкой коры вырожденного вещества с преобладанием ядер железа и никеля. Размер таких небесных тел очень мал — около 20-30 километров в диаметре. Зато плотность чрезвычайно высока.

Когда были обнаружены нейтронные звезды, ученые предположили, что материя, из которой состоят их ядра, может переходить в сверхтекучее состояние — при этом ее вязкость становится равной нулю и отсутствие трения позволяет веществу, к примеру, с легкостью просачиваться через узкие отверстия… Под воздействием высоких давлений и температур происходят процессы образования нейтрино, способствующих охлаждению звезды. Одним из свойств таких объектов является изменение их температуры и магнитного поля. Однако до недавних пор все эти предположения существовали лишь в теории и не подтверждались фактическими доказательствами.

В земных лабораториях сверхпроводимость теряет свою силу при температурах свыше 100-200С ниже нуля. Но, при высоком давлении внутри нейтронной звезды, свойства сохраняются при миллиарде градусов. Для того чтобы получить сверхтекучую жидкость, гелий охлаждают до температуры, близкой к абсолютному нулю. Но, в нейтронных звездах она может появляться при миллиарде градусов, вследствие того, что частицы при такой температуре влияют друг на друга с помощью мощного ядерного взаимодействия. В результате, кварки удерживаются внутри частиц, а нейтроны и протоны остаются внутри атомного ядра. Достаточно долго ученые не могли определить значение критической температуры, но теперь она известна и составляет от 500 миллионов до миллиарда градусов Цельсия.

Итак, ядро нейтронной звезды состоит из сверхтекучей нейтронной жидкости, вырожденных протонов и сверхпроводящих протонов, а верхний слой из твердой коры железа. Изначально температура составляет около миллиарда градусов, но звезда достаточно быстро остывает, теряя свою светимость. Но, они достаточно сильно излучают радиоволны в направлении магнитной оси.

Недавно астрофизики обратили внимание на то, что звезда Кассиопея А быстро охлаждается. Ученые смогли определить параметры падения температуры, однако у них не хватало данных наблюдений, чтобы уточнить, при какой температуре происходит переход в жидкую форму. Позже выяснилось что с 1999 года, когда была обнаружена Кассиопея А, ее температура снизилась на 4%.

Химический состав

«По химическому составу звезды, как правило, представляют собой водородные и гелиевые плазмы. Остальные элементы присутствуют в виде сравнительно незначительных «загрязнений». Средний химический состав наружных слоев звезды выглядит примерно следующим образом. На 10 тыс. атомов водорода приходится 1000 атомов гелия, 5 атомов кислорода, 2 атома азота, один атом углерода, 0.3 атома железа. Существуют звезды, имеющие повышенное содержание того или иного элемента. Так, известны звезды с по повышенным содержанием кремния (кремниевые звезды), звезды, в которых много железа (железные звезды), марганца (марганцевые), углерода (углеродные) и т. п. Звезды с аномальным составом элементов довольно разнообразны. В молодых звездах типа красных гигантов обнаружено повышенное содержание тяжелых элементов. В одной из них найдено повышенное содержание молибдена, в 26 раз превышающее его содержание в Солнце. Вообще говоря, содержание элементов, атомы которых имеют массу, большую массы атома гелия, постепенно уменьшается по мере старения звезды. Вместе с тем, химический состав звезды зависит и от местонахождения звезды в галактике. В старых звездах сферической части галактики содержится немного атомов тяжелых элементов, а в той части, которая образует своеобразные периферические спиральные « рукава » галактики, и в ее плоской части имеются звезды, относительно богатые тяжелыми элементами. Именно в этих частях и возникают новые звезды. Поэтому можно связать наличие тяжелых элементов с особенностями химической эволюции, характеризующей жизнь звезды. Очень интересны углеродные звезды. Это звезды относительно холодные — гиганты и сверхгиганты. Их поверхностные температуры лежат обычно в пределах 2500 — 6000С. При температурах выше 3500С при равных количествах кислорода и углерода в атмосфере большая часть этих элементов существует в форме оксида углерода CO. Некоторые типы звезд характеризуются повышенным содержанием металлов, расположенных в одном столбце периодической системы с цирконием; в этих звездах имеется неустойчивый элемент технеций 4399Тс. Ядра технеция могли образоваться из 98Мо в результате захвата нейтрона с выбрасыванием электрона из ядра молибдена или при фотопроцессе из 97Мо. Во всяком случае наличие нестабильного ядра — убедительное доказательство развития ядерных реакций в звездах».

 

Гипотезы о происхождении планет Солнечной системы

Вопросами происхождения планет Солнечной системы занимается космогония. Полного и исчерпывающего ответа на этот вопрос наука не дает. Пока нет возможности проверить выводы современных теорий применительно к какой-либо другой планетной системы. Рассмотрим наиболее известные космогонические гипотезы.

Гипотеза Канта-Лапласа. Кант предположил, что Солнечная система образовалась из космического облака, или «хаоса». Формируясь из сгущений, возникших в первичной туманности, планеты отдалялись от нее и от Солнца центробежными силами. Интересно, что Кант изложил эти идеи в трактате, посвященном доказательству бытия Божия. По мнению Канта «Бог вложил в силы природы тайное искусство самостоятельно развиваться из хаоса в совершенное мироздание». У Канта, таким образом, образование планет происходило из холодного газопылевого облака.

Идею Канта поддержал Лаплас, однако, согласно его гипотезе планеты образовались в результате отделения от раскаленного протосолнца газовых колец, их охлаждения и конденсации. Кольца разделялись на несколько масс, образовавших затем разные планеты.

Эта гипотеза получила название небулярной (от лат. nebula – туманность) гипотезы Канта-Лапласа. Поскольку формирование колец и планет происходило в условиях вращения туманности и действия центробежных сил, эта гипотеза называется еще и ротационной (лат. rotatio – вращение).

Гипотеза Джинса. Гипотеза Канта-Лапласа не могла объяснить также и тот факт, что момент количества движения (кинетический момент) планет приблизительно в 29 раз больше момента количества движения Солнца, а это противоречит закону сохранения кинетического момента. Для разрешения этого противоречия появились так называемые «катастрофические гипотезы», к которым относится гипотеза Джинса. Согласно ей некая звезда прошла неподалеку от Солнца и вызвала мощные приливы на нем, принявшие форму газовых струй, из которых впоследствии образовались планеты. Из этой гипотезы следовал вывод об уникальности Солнечной системы.

Гипотеза О.Ю. Шмидта. Советский ученый О.Ю. Шмидт (1891-1956) предположил, что Солнце, вращаясь вокруг центра Галактики, могло захватить материю, обладающую достаточным моментом количества движения. Расчеты Шмидта, в частности, показали, что начальный период обращения Солнца был очень большим, а затем должен был уменьшиться до 20 суток. В действительности он равен 25 суткам, и такое совпадение считается хорошим.

Ожидается, что новый свет на загадку образования Солнечной системы прольют дальнейшие исследования планет земной группы и планет-гигантов с помощью автоматических космических станций.

Первые космогонические гипотезы

Эти гипотезы появились значительно раньше, чем стали известны многие важные закономерности Солнечной системы. Значение пер­вых космогонических гипотез состояло прежде всего в том, что они пытались объяснить происхождение небесных тел как результат естественного процесса, а не одновременного акта божественного творения. Кроме этого, некоторые ранние гипотезы содержали правильные идеи о происхождении небесных тел. Такой, например, оказалась гипотеза, предложенная немецким философом И. Кантом в середине XVIII в. Кант высказал догадку о том, что Солнечная система образовалась из облака пыли.

Подробнее картина образования Солнечной системы вырисовывалась в гипотезе, предложенной в конце XVIII в. французским ученым П. Лапласом. Лаплас рассматривал большую, медленно вращающуюся туманность, состоящую из разреженного горячего газа. При сжатии туманности скорость ее вращения возрастала, туманность сплющивалась. Из ее центральной части образовалось Солнце. По мере сжатия первичного Солнца угловая скорость его вращения вокруг оси увеличивалась (в силу закона сохранения момента количества движения) и в плоскости экватора Солнца стали отделяться газовые кольца. Из концентрической системы этих колец возникли планеты.

Картина получалась настолько наглядной, что очень долгое время гипотеза Лапласа была самой популярной. Однако в XX в. от гипотезы Лапласа пришлось отказаться, так как выяснилось, что она не может объяснить, например, распределение момента количества движения в Солнечной системе.

Современные представления о происхождении планет

На первый взгляд может показаться, что по сравнению с грандиозными проблемами космологии и звездной космогонии проблема происхождения Солнечной системы не очень трудна. На самом деле это не так. Проблема происхождения планет — очень сложная и далеко еще не решенная проблема, во многом зависящая от развития не только астрономии, но и многих других естественных наук (прежде всего наук о Земле). Дело в том, что пока можно исследовать только единственную планетную систему, окружающую наше Солнце. Как выглядят более молодые и более старые системы, вероятно, существующие вокруг других звезд, неизвестно. Чтобы правильно объяснить происхождение планет, необходимо также знать, как образовались Солнце и другие звезды, потому что планетные системы возникают вокруг звезд в результате закономерных процессов развития материи. И все-таки, несмотря на трудности, ученые убеждены в том, что правильное объяснение будет найдено. Знать, как произошла наша планета, очень важно для дальнейшего развития геофизики, геохимии, геологии и других наук о Земле.

Проблемами планетной космогонии в настоящее время занимаются ученые разных стран.В формирование современной планетной космогонии значительный вклад внесли отечественные ученые. Так, например, на протяжении полувека проблемами планетной космогонии занимался академик В. Г. Фесенков (1889—1972), всегда подчеркивавший, что должна существовать тесная связь между процессом формирования Солнца и процессом формирования планет. В начале 40-х гг. с космогонической гипотезой выступил академикО. Ю. Шмидт (1891—1956).

Наиболее важные выводы планетной космогонии сводятся к следующему:

а) Планеты сформировались в результате объединения твердых (холодных) тел и частиц, входивших в состав туманности, которая когда-то окружала Солнце. Эту туманность часто называют «допланетным» или «протопланетным» облаком. Считается, что Солнце и протопланетное облако сформировались одновременно в едином процессе, хотя пока неясно, как произошло отделение части туманности, из которой возникли планеты, от «протосолнца».

Важнейшие этапы формирования планет

б) Формирование планет происходило под воздействием различных физических процессов. Следствием механических процессов стало сжатие (уплощение) вращающейся туманности, ее удаление от протосолнца», столкновение частиц, их укрупнение и т. д. Изменялась температура вещества туманности и состояние, в котором находилось вещество. Замедление вращения будущего Солнца могло быть обусловлено магнитным полем, связывающим туманность с «протосолнцем». Взаимодействие солнечного излучения с веществом протопланетного облака привело к тому, что наиболее легкие и многочисленные частицы оказались вдали от Солнца (там, где сейчас планеты-гиганты). Теория, учитывающая все эти процессы, позволяет объяснить многие закономерности в Солнечной системе.

в) Спутники планет (а значит, и наша Луна) возникли, по-видимому, из роя частиц, окружающих планеты, т. е. в конечном итоге тоже из вещества протопланетной туманности. Пояс астероидов возник там, где притяжение Юпитера препятствовало формированию крупной планеты.

Таким образом, основная идея современной планетной космогонии сводится к тому, что планеты и их спутники образовались из холодных твердых тел и частиц.

Земля как планета в основном сформировалась за время порядка 100 млн. лет и вначале тоже была холодной. Последующий разогрев Земли происходил в результате ударов крупных тел (размером с астероиды), гравитационного сжатия, распада радиоактивных элементов и некоторых других физических процессов. Постепенно в процессе гравитационной дифференциации вещества (т. е. в процессе разделения вещества, состоящего из тяжелых и легких химических элементов) в центре Земли сосредоточивались тяжелые химические элементы (железо, никель и др.), из которых образовалось ядро нашей планеты. Из более легких химических элементов и их соединений возникла мантия Земли.

Кремний и другие химические элементы стали основой формирования континентов, а самые легкие химические соединения образовали океаны и атмосферу Земли. В земной атмосфере первоначально было много водорода, гелия и таких водородсодержащих соединений, как метан, аммиак, водяной пар. Со временем водород и гелий улетучились, а с появлением растений, способных «выдыхать» кислород, земная атмосфера начала обогащаться кислородом, наличие которого представляет одно из необходимых условий существования животного мира.

 

www.ronl.ru

7 основополагающих законов Вселенной

Человек есть в сущности вопрос, вопрос, который он задает самому себе и окружающей его Вселенной.

Вселенная — это совокупность всего, что есть в Природе, частью которой является и сам человек. Однако когда мы говорим о Вселенной вообще, мы упускаем из виду основную идею, о которой сегодня пойдет речь. Когда мы говорим о Вселенной, мы имеем в виду звезды, планеты, животных, небо и землю, воду и снег... и забываем, что за этим стоит подлинный смысл понятия «Вселенная». «Вселенная» — «Универсум» — означает «направленное к единой цели», и наш основной вопрос — куда идет Вселенная?

Вселенная как ответ

Это был, пожалуй, самый первый вопрос, который задало себе человечество. Все древние цивилизации в своих религиях, в метафизике и философии задавались им: куда идет Вселенная и для чего она существует? Однако новый, отчужденный, материалистический взгляд на мир, особенно характерный для посткартезианского периода, привел к тому, что человек стал задавать совсем другие вопросы и анализировать внешние характеристики Вселенной: ее размеры, форму, вес.

Человек утверждает, что знает Вселенную, потому что дал звездам имена, измерил расстояние между Землей и Луной, исследовал свойства химических элементов и характеристики физических сил. Однако хотя познания в определенных областях стали благодаря этой точечной форме изучения, несомненно, более углубленными, сами эти области постепенно отдаляются друг от друга и теряют связь между собой. Так, например, в минералогии изучаются различные породы и тектонические процессы, вызвавшие изменения поверхности земли, но о фундаментальном смысле материального мира в ней не говорится ничего.

Предположим, что мы берем в руки предмет и отпускаем его. Мы видим, что он падает и при этом ищет самое низкое положение, то есть всегда существует естественное притяжение между маленьким кусочком материи и большим объектом, на котором все мы находимся. Это материальное притяжение неисчерпаемо, оно не прекращается никогда.

Так что же мы можем почерпнуть из природы минералов? Упорство, твердость, стремление осуществить свое предназначение. Но кто из нас может сказать, что мы разделяем с камнями это стремление, что упорно ищем свое предназначение? Как правило, встречая препятствие, мы некоторое время боремся с ним, и если препятствие не отступает, отступаем мы. А вещи в природе, например камни, обладают упорством, чтобы быть сильнее времени, сильнее его испытаний и всегда искать свое предназначение.

Нашим детям в школе рассказывают о различных свойствах растений; так, например, они знают, каким образом в растениях создается хлорофилл. Но им ничего не говорят о том, что помимо фотосинтеза растения обладают еще способностью ждать и способностью расти. Маленькое зерно, скрытое под снегом в холодной земле, терпеливо ждет приближения весны. С ее приходом зерно прорастает в поисках воздуха и солнца, и это второй урок упорства — стремление вверх.

Вселенная как ответ

Или возьмем в качестве примера воду: вода всегда стремится к морю, потом испаряется, поднимается вверх, а затем конденсируется и снова повторяет свой цикл.

Все во Вселенной имеет свою цель, и с философской точки зрения нас интересует конечный смысл движения всего существующего.

Последние века развили новый подход к вопросу о предназначении Вселенной — подход отчужденный, который объясняется всеобщей привязанностью к материальному и господством психологии производства и потребления. И человек забыл о существовании простых, естественных вещей и разучился их понимать. Древние не спрашивали о том, каково расстояние между Землей и Луной, не пытались получить максимально точный ответ; скорее, они стремились понять значение Луны во Вселенной.

Посредством древних наук, таких как астрология, они пытались объяснить явления природы и увидеть, каким образом эти феномены связаны с другим феноменом — человеком. Благодаря этому человек в древности ощущал, что его окружают разумные существа и что он сам — разумное существо.

Наша проблема сегодня состоит в том, что мы чувствуем себя как бы изолированными внутри Вселенной. Иными словами, мы настолько привыкли соприкасаться с искусственными основами, что потеряли способность искать смысл вещей и — что еще трагичнее — находить его в нашей собственной жизни. Живя от мгновения к мгновению, мы забыли теологический смысл жизни, забыли источник и цель нашего существования. Мы подчинены мгновению, тому, что преходяще; мы убеждены, что нас создал случай и что в любой момент мы можем исчезнуть. Эта подсознательная мысль ужасает нас и наносит непоправимый вред.

Вселенная как ответ

Но вместо того, чтобы попытаться понять природу, мы создаем поверхностные гипотезы и теории, которые, в сущности, не дают решений. На одном из занятий я рассказывал ученикам «Акрополя» о том, что окраску крыльев бабочек можно спутать с окраской цветов и листвы, чтобы их не нашли и не съели птицы. Случайно ли, что крылья сыча обтрепаны по краям, делая его ночной полет неслышным для кролика? Случайно ли, что уши грызунов расположены позади, чтобы регистрировать малейший звук преследования? А число цветов, из которых составляется белый цвет, — случайно? А распределение тонов в гамме?

Очевидно, что вся Вселенная устроена настолько целесообразно, что образует единство. Это называют это пирамидальностью существования, благодаря которой все сущее, несмотря на большое разнообразие, стремится к одной-единственной цели и направляется одним и тем же разумом.

Не так давно, во время Второй мировой войны, пилоты поняли, что лучше всего выстраиваться в полете клином. Было установлено, что благодаря этому скорость полета эскадрильи возрастает. Но утки всегда летают большим клином; самый сильный селезень выходит вперед, на острие, и разрезает воздух, а тем, кто следует за ним, лететь легче.

Вселенная как ответ

Трудно представить себе, что все это случайность. Человеку понадобились века, чтобы понять это, и мы могли бы привести еще бесчисленное множество примеров того, как все в природе хорошо продумано. Назвать все это случайностью невозможно, и мы должны признать, что все спланировано Универсальным Разумом. Это не могло быть спланировано просто так, не будучи кем-то замыслено. И если мы принимаем это, то должны спросить себя: «Ради чего?» Может быть, все спланировано просто так? Если все организовано, то оно должно быть продумано. А если продумано, хорошо было бы попытаться найти ответ на вопрос, ради чего создана Вселенная, куда мы вместе с ней идем и откуда пришли.

Философские исследования дали возможность выявить некоторые принципы или законы, которые могут оказаться интересными. Назовем это «пирамидальностью Вселенной» и рассмотрим в основных чертах.

Разделим «пирамидальность» на семь основополагающих законов или принципов в соответствии с естественным подразделением всей Вселенной.

Первый и, одновременно, высший принцип природы — это принцип ЕДИНСТВА. Все в природе устроено целесообразно и образует одно живое целое. Все, что существует, не мешает остальным, не уничтожает их, а дает возможность жить всем. Когда волк в степи преследует оленя, он охотится не на молодых и сильных, его добычей становятся старые и больные, которые могли бы заразить остальное стадо. То есть действие, кажущееся жестоким, разрушительным, на самом деле позволяет выжить виду как таковому.

Природа не знает сомнений, в ней нет противостояния, в ней все совершенно и все направлено к одной цели.

 

Второй принцип — принцип ПРОСВЕТЛЕНИЯ, просветления как физического, так и духовного. Истины безусловно существуют, но чтобы сделать их видимыми, необходим интеллектуальный, духовный свет. Мы иногда утверждаем, что «нет правды на земле», что нигде нет опоры и нет подлинно реального, что нет ничего, к чему можно было бы стремиться, что мы совершенно одни... Но это не соответствует действительности — мы не одиноки, а просто пребываем во тьме, и нам необходимо снова открыть принцип просветления.

 

Принцип просветления влечет за собой третий принцип — принцип ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ. Все в природе различно, хотя мы и не всегда это замечаем. Не существует двух абсолютно одинаковых вещей. Даже песчинки под нашими ногами, если смотреть на них через лупу, будут чем-то отличаться друг от друга — каждая будет иметь свои особенности. Поэтому мы должны осторожно обращаться со словом «равенство».

Мы можем быть равноценными, но не одинаковыми; похожими друг на друга, но не равными. Это не отделяет людей друг от друга, не унижает, а наоборот, обогащает — так же как в мозаике, состоящей из разноцветных камней, где оттенки могут быть похожими, но не одинаковыми. Концепция равенства — выдумка человека. В природе не существует равенства.

 

Четвертый принцип — принцип ОРГАНИЗАЦИИ. Все в мире определенным образом организовано. Когда мы видим дерево, мы видим толстый, крепкий ствол, который возвышается над землей и несет крону с ветвями, листьями и птичьими гнездами. Но мы не видим другой кроны, «антикроны» — она находится под землей и своими многочисленными ответвлениями придает всей структуре устойчивость и питает ее. Хотя там не гнездятся птицы, но живут черви и другие животные. Все организовано совершенно и продуманно, так, чтобы одно помогало другому.

Ошибки, обычно совершаемые людьми, являются результатом недостаточной организации. Организация — это ни в коем случае не подавление одних другими. Организация — это помощь. Наши руки разные, и тем не менее, они организуются, чтобы взять что-нибудь; если бы они были с одной стороны, это создавало бы трудности. Надо осознать этот принцип организации: даже когда есть противостояние, он позволяет нам работать вместе и не терять при этом своей индивидуальности. И мы должны применять это в своей жизни, здесь и сейчас.

 

Теперь рассмотрим пятый принцип, принцип ПРИЧИННОСТИ. Все происходящее есть следствие происходившего, а все происходившее — причина происходящего. Все мы — результат чего-то и одновременно причина чего-то. Любая вещь во всех своих аспектах является результатом какой-то причины, даже когда речь идет о неодушевленной природе. Ничто не может быть только причиной или только следствием; причина и следствие взаимосвязаны. Из ночи возникает день, за днем снова следует ночь.

 

Шестой принцип — принцип ЖИЗНЕННОСТИ — говорит о том, что все в мире является живым, все без исключения. С середины XIX столетия стало принято говорить о живой и неживой природе. И сегодня, по инерции, мы склонны повторять это. Мы говорим, что нечто является живым, если оно движется, летает или растет.

Однако уже с начала времен все живое было живым не только благодаря способности двигаться, но также благодаря способности оказывать сопротивление. Все находится в постоянном движении, даже если мы не можем видеть движущиеся атомы и молекулы, из которых состоит воздух или наше тело. Жизнь пронизывает все, и эту жизненную силу на Востоке называют праной. Эта жизнь никогда не заканчивается. Следовательно, то, что мы называем мертвым, не является таковым, просто речь идет о смене формы и образа существования.

 

Мы добрались, наконец, до седьмого принципа, принципа ПЕРИОДИЧНОСТИ, который уже упоминали раньше. С детства мы замечаем, что в природе день сменяет ночь, лето — зиму, а кроме того, есть множество других явлений, находящихся в противостоянии и сменяющих друг друга. Несмотря на это мы не осознаем, что и сами включены в эту периодичность, до тех пор пока не прочитаем Платона, или пока нам об этом не расскажет кто-нибудь другой, или пока сами не придем к этому.

Все эти циклы охватывают большой цикл — цикл человеческой жизни. Но почему мы должны останавливаться на этой констатации? Почему не принять, что человеческая жизнь есть не что иное, как один короткий день великой жизни, и что после физической жизни нас ожидает духовная жизнь, которая подобна сну, и что потом у нас будет другая телесная жизнь, за которой — другая духовная и т. д.

Почему не принять, что закон циклов охватывает все и никогда не прекращает действовать, что все циклично, что звезды на небе движутся циклически, как и мельчайшие частицы внутри атома. Благодаря периодичности жизнь не прекращается и постоянно пульсирует.

Мы должны пытаться извлекать из природы все высшее, не подлежащее разрушению. Мы должны заботиться о более высоком, а не только о физическом. Насколько хорошо мы заботимся о своей душе? Насколько хорошо мы питаем свой разум? Мы должны заботиться о наших мечтах.

Мы достигли такого уровня материальности, что переживаем, как бы не сломалась наша машина, не треснула ваза или не разбилась тарелка... А наши мечты, наши надежды, наши стремления? Что остается, когда разбиваются хрустальные птицы наших мечтаний? Осколки, которые ранят руки. И мы должны набраться храбрости, чтобы измельчить наши разбитые мечты и из этого хрустального порошка создать новых птиц.

Вселенная как ответ

Пора нам понять, что мы не должны ползти по земле, как черепахи или змеи, что нам надо научиться летать. Надо понять, что в истории бывают разные периоды, и сегодня, когда всех охватила тоска материализма и страх неудачи, пробил час орлов, пришло время людей, которые летят. Пришло время возвыситься, время создавать новое Человечество и лучшего Человека.

Мы не сможем вылечить нынешнее человечество и современную культуру, пришивая заплаты. История не создается портными. Мы должны создать новую историю, историю возвышенную, вертикальную.

Философия не является еще одним умозрительным построением. Быть философом не означает уйти в сторону, чтобы из своего угла наблюдать, как проходит жизнь. Философия не является дисциплиной грусти и беспомощности. Напротив, быть философом значит иметь сильную жизненную позицию, понимать суть вещей, уметь побеждать свои страхи, уметь побеждать смерть внутри себя, уметь проникнуть в самую суть себя самих. Потому что мы себя не знаем.

Иногда говорят, что человек после смерти уходит в невидимое. Однако сам человек всегда невидим, он всегда находится за своими делами, за своим телом, за своими поступками. Человек есть большой вопрос, великая загадка. А ответ на нее находится во Вселенной, в которой мы живем. Он написан на стенах истории и на стенах Вселенной, которая нас окружает. Мы просто должны научиться читать эти письмена. Это так естественно, так присущее человеку, это не противоречит никакой вере. Это просто значит вновь вернуться к природе.

Наследство, которое мы оставляем младшим поколениям, должно быть чистым: мы должны оставить им чистые помыслы, чистое, возвышенное понятие чести и подлинную, чистую веру. Мы должны вернуть их к абсолютным ценностям. У нас есть способность распознавать, но мы не пользуемся ею в сфере существенно важного.

Кому нравится автомобиль, который ездит лишь от случая к случаю? Никому. И тем не менее, в одних случаях мы принимаем хорошие идеи, а в других — плохие. Иногда мы применяем принципы, вспоминаем о честности, а иногда нет.

Здесь мы должны обрести тот же здравый смысл, которым пользуемся в физической сфере. В области духовного мы должны снова обратиться к себе и к окружающему нас миру за абсолютными ценностями, которые легко понять и принять, с которыми легко жить, за ценностями, которые дадут нам возможность по-настоящему познать Вселенную.

Вселенная как ответ

Мы нуждаемся в новой науке, которая не будет служить искусственно созданным интересам и оправдывать насилие. Нам нужно новое искусство, которое даст нам возможность снова соединиться с Прекрасным, искусство, основанное не на тоске и беспокойстве, а на подлинном исследовании.

Нам нужна новая политика, которая приведет людей к сосуществованию и благородству, а не к столкновениям и безответственному сожительству. И нам нужен новый мир, но этот Мир уже существует. Это все та же Вселенная. Это природа. Главное, что нам нужно сделать, — это сознательно и напряженно прожить исторический момент, который дан нам судьбой. Каждый должен стать словно бы ключом, который свободно входит в замок Вселенной и открывает ворота Истории, перенося нас в другое измерение, в тот мир, который ждет нас, мир, который, очевидно, должен быть не только новым, но и лучшим.   опубликовано econet.ru      

 

© Хорхе Анхель Ливрага, Мадрид. 1976г. 

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

Присоединяйтесь к нам в Facebook , ВКонтакте, Одноклассниках

econet.ru

Единство мира - Закон Природы

                                                                                                                   Вселенная

"Неразрывное единство мироздания проявляется не только в мире бесконечно малого, но и в мире сверхбольшого" (Эрнест Мах)

С момента формирования Вселенной материя, по утверждениям астрофизиков, начала со временем концентрироваться в упорядоченные галактические структуры. В рамках концепции горячей Вселенной, то есть с момента "Большого Взрыва",  ее начальным состоянием была точка, называемая точкой сингулярности, в которой были сосредоточены все вещество и энергия. Она характеризовалась бесконечно большой плотностью материи и энергии. Конкретные свойства точки сингулярности ученым неизвестны, как неизвестно и то, что предшествовало состоянию сингулярности. Некоторые современные ученые, такие как Дэвид Бом и Стивен Хоукинг выдвинули гипотезу, что точка сингулярности отсутствовала и Вселенная образовалась из пустоты, то есть из ничего.

Созвучна их предположениям и инфляционная модель зарождения Вселенной,  развитая в последние десятилетия в работах ряда ученых, например, А.Гута и А. Линде, как попытка разрешения, в частности, и проблемы сингулярности. Согласно этой модели Вселенная взрывообразно стала развиваться из физического вакуума, то есть, по сути, из пустоты. В первую триллионную долю секунды загадочная антигравитационная сила вынудила Вселенную расширяться со скоростью, намного превышающей скорость света. При этом противоречия с теорией относительности в такой модели нет, коль скоро расширялось пустое пространство. Сама по себе антигравитация не должна восприниматься как нечто чудесное, так как в рамках общей теории относительности Эйнштейна источником гравитационного поля является не только вещество, но и давление (поток импульса). Нет физического закона, который бы запрещал иметь отрицательное давление. Более того, современная физика элементарных частиц предполагает существование скалярных полей, одной из особенностей  которых является реализация отрицательного давления.

Итак, благодаря инфляции, изначально однородная область физического вакуума за ничтожную долю секунды возросла более чем в 10 в тридцать пятой степени раз и достигла размера не менее 100 см в поперечнике. Квантовые флуктуации в ходе инфляции создали участки неоднородности, способствовавшие рождению и объединению материи, а также формированию в течение миллиарда лет галактических структур в соответствие с моделью горячей Вселенной. Процесс расширения продолжается и сегодня.

Представленная модель зарождения Вселенной признается сегодня многими космологами, как наиболее приемлемая. Однако эта модель не является бесспорной и может рассматриваться лишь в рамках рабочей гипотезы. В связи с этим астроном Дэвид Дарлинг предостерегает: “ не позволяйте толкователям космологии одурачить вас. У них тоже нет ответов на многие базовые вопросы – хотя они хорошенько поработали над тем, чтобы убедить всех, и себя в том числе, в том, что им все ясно... На самом же деле объяснение того, как и откуда все началось – до сих пор серьезная проблема. Не помогает даже обращение к квантовой механике. Либо не существовало ничего, с чего все могло бы начаться – ни квантового вакуума, ни прегеометрической пыли, ни времени, в котором могло происходить что-либо, ни каких бы то ни было физических законов, в соответствии с которыми ничто могло превратиться в нечто. Либо же существовало нечто, и в этом случае оно требует объяснения”

Действительно, первый закон термодинамики гласит: нельзя получить что-либо из ничего. То же самое касается и порядка из взрыва? Согласно второму закону термодинамики порядок, наблюдаемый как во всей Вселенной, так и в нашей Солнечной системе, не может быть следствием лишь взрыва. Взрыв не ведет к порядку. Для того чтобы получить некий порядок, необходимо введение не только энергии, но и информации. По-видимому прав был известный астроном Фред Хойл, когда писал:” Картина Вселенной, образования галактик и звезд, по крайней мере как она предстает в астрономии, удивительно нечетка, как пейзаж, видимый в тумане... Очевидно, что в изучении космологии упущен один компонент – тот, что предполагает наличие информации“

Однако ученым потребовалось затратить огромные интеллектуальные и материальные ресурсы, чтобы прийти к удивительному выводу о "рождении" мира из "ничего". Любопытно, что научный мир с этой гипотезой задержался почти на 500 лет. Процесс  сотворения Вселенной был подробно описан великим Ари еще в 16 веке в книге "Древо жизни". Он в частности писал, что …до начала образования Вселенной был лишь Высший, все собой заполняющий, однородный свет, у которого не было ни границы и ни времени. Для создания Вселенной свет равномерным сжатием вокруг некоторой точки сократил себя и образовал пустое пространство в форме круга. Затем из малой искры прямого луча, протянувшегося  от бесконечного света внутрь созданного пустого пространства, в центре зияющей пустоты был сотворен наш материальный мир...

Можно предположить, что Ари здесь говорит о поле информации, поле Разума, называемом полем света, из малой порции которого образовалась плоская Вселенная ( в плоскости круга), то есть окружающий нас материальный мир. Скорее всего, Фред Хойл именно этот компонент имел в виду. Как видим, современная физика с использованием инфляционной модели рождения Вселенной очень близко подошла к модели Ари, за исключением начального (нулевого) момента, о котором у ученых нет приемлемых гипотез.

Но, несмотря на все нестыковки, сегодня принято считать, что 13.7 миллиардов лет назад, в момент рождения, вся Вселенная была заключена в точке радиусом 10 в минус  тридцать третьей степени см, что неизмеримо меньше радиуса протона, равного 10 в минус тринадцатой степени см.  В этом объеме уже была заложена вся информация о будущем Вселенной. Лишь 3-5% Вселенной - привычная материя из барионов (протоны, нейтроны, электроны и кванты света). На 70% Вселенная состоит из вещества с положительной плотностью энергии и отрицательным давлением. Это вещество называют "темной энергией". Еще на 25% Вселенная - частицы неизвестной природы, которые не открыты, то есть "темная материя".

Многие  космологи  убеждены, что наблюдаемая часть сформировавшейся структуры Вселенной является в большом масштабе пространственно однородной и плоской. Они говорят, что множество галактик и их скоплений формируют ячеистую структуру Вселенной по типу пчелиных сотов. Так, например, астроном X. Альвен пишет, что космическое пространство обладает ячеистой структурой. Сами ячейки, видимо, имеют характерный размер в десятки мегапарсек (мегапарсек – астрофизическая единица расстояния, немного более 3 миллионов световых лет, а световой год равен примерно 103 млрд. км). Они занимают до 50% объема Вселенной и не содержат вещества, которое бы испускало электромагнитное излучение. Стенки же между ячейками, сформированы, видимо, как самими галактиками, так и звездными, газовыми и пылевыми перемычками между галактиками, или их скоплениями. Толщина стенок насчитывает несколько мегапарсек. Галактики, например Млечный Путь, — гравитационно-связанные системы из звёзд, межзвёздного газа, пыли и тёмной материи. Все объекты в составе галактик участвуют в движении относительно общего центра масс.

Кстати, эффект ячеистого структурирования был открыт российскими учеными и при исследовании геолого-геофизического строения Земли, а также биологических  объектов. Так, по мнению ученого Н. Гончарова, тепловая и гравитационная конвекция делит всю земную кору на 60 конвективных ячеек. Более того, как предполагают геологи, подобная ячеистая структура присуща Марсу, Венере, Луне, Солнцу и вообще всем объектам космоса. Что же касается биологических объектов, то, например, колонии одноклеточных водорослей в аквариуме иногда выстраиваются в ячеистую структуру, подобную пространственному распределению метагалактик.

В качестве наглядного примера образования конвективных ячеек можно привести случай структурирования слоя масла на нагретой сковородке. Хозяйки наверняка замечали, что при достаточно высокой температуре тонкий слой нагретого масла на сковороде преображается: вся поверхность разбивается на правильные шестигранные или цилиндрические ячейки. Структура на сковороде становится очень похожей на пчелиные соты. То есть одни и те же закономерности проявляються в самых разных природных явлениях: в формировании всей Вселенной, отдельных её элементов, а также в биологических объектах, что явно свидетельствует о единстве законов мироздания.

Если из космоса спуститься на Землю, то можно проследить закономерности объединения и в образовании окружающих нас материальных структур. Так все твердые структуры неживой природы имеют кристаллическую решетку, в узлах которой располагаются атомы, сформированные из микрочастиц. Ядра атомов состоят из протонов и нейтронов. По величине протоны чуть больше нейтронов. При этом вес протона должен быть именно такой, какой он есть. В противном случае даже превышение веса на 0.2 % приведет к распаду протона на нейтрон, позитрон и нейтрино. Поскольку в ядре атома водорода лишь один протон, то в результате его распада существование органических молекул, воды  и звезд было бы невозможно, а следовательно и наша жизнь тоже.

Сами атомы расположены на огромных, по сравнению с их собственными размерами, расстояниях. В свою очередь и они сами состоят практически из пустого пространства. Атомное ядро занимает всего лишь одну триллионную часть всего объема атома. Остальное пространство атома занято электронным облаком, про носителей которого можно сказать, что они занимают какой-то объем чисто условно.

Таким образом, вещественная материя и в атоме, и во Вселенной занимает незначительную часть общего объема. Вот что сказал по этому поводу лауреат Нобелевской премии по физике, астрофизик Джон Мазер: "Звезды находятся на очень большом расстоянии друг от друга, атомы тоже практически пусты. Расчеты показывают, что вся современная Вселенная вполне способна уместиться в небольшом объеме первичной материи".

То есть материя представляет собой скорее крохотные островки субстанции в океане пустоты, нежели твердое вещество, воспринимаемое нашими органами чувств. Да и природа этих островков - элементарных частиц выходит за рамки обыденного здравого смысла. По современным представлениям их следует рассматривать в качестве эфемерных сгустков энергии, которые удивительным образом одновременно сочетают в себе корпускулярные и волновые свойства. Само понятие волны или колебания носит в физике абстрактный характер. Это лишь некоторое "движение материи". Даже при температуре абсолютного нуля атомы в телах не прекращают своих колебательных движений.

Следовательно, наша Вселенная  "соткана как единое динамическое полотно" из силовых физических полей неразрывно связанных друг с другом. На сегодня физики достаточно подробно описали лишь электромагнитное поле, поле ядерных сил (сильных взаимодействий) и поле слабых взаимодействий. О гравитационном поле известно только его присутствие и действие на нас, без понимания физики. О других полях, таких, например, как поле "темной энергии" и прочих есть лишь предположения. Высказывается гипотеза, что поле "темной энергии" – это поле информации. Однако сегодня пока не ясно, каким образом информация переходит в энергию. Тем не менее, у науки нет сомнений в том, что скрепляющим раствором для Вселенной являются в частности названные силовые поля, объединяющие все её элементы в удивительно целостную, единую структуру. Четырем известным силовым взаимодействиям соответствуют четыре фундаментальные численные величины, именуемые универсальными мировыми константами.

Любопытно, что физика и космология уже вплотную приблизились к признанию того, что материальные макроскопические тела неразрывно связаны названными мировыми константами (силовыми взаимодействиями) со своим окружением. Их свойства могут восприниматься лишь в терминах взаимосвязи с окружающим миром. В соответствии с принципом Маха, "взаимодействие тел распространяется на всю Вселенную в целом, включая наиболее удаленные звезды и галактики. Это неразрывное единство мироздания проявляется как в мире бесконечно малого, так и в мире сверхбольшого".

По словам Фреда Хойла, "современные исследования довольно убедительно свидетельствуют о том, что условия нашей повседневной жизни не могли бы существовать в отрыве от далеких частей Вселенной, и, если бы эти части каким-то чудесным образом были изъяты из нашего мира, то все наши представления о пространстве и геометрии моментально утратили бы свой смысл. Наши повседневные впечатления до самых мельчайших деталей настолько тесно связаны с крупномасштабной характеристикой Вселенной, что сложно даже представить себе, что одно может быть отделено от другого".

Действительно, наш мир очень "чувствителен" к значениям указанных выше четырех мировых констант, поскольку все основные особенности реального мира (размеры ядер, атомов, планет, звезд и т. д.) напрямую зависят от их величин. Само существование мира обусловлено выполнением очень жестких соотношений между ними. Ничтожные, с человеческой точки зрения, отклонения от наблюдаемой удивительно сложной и невероятно точной числовой соразмеренности значений мировых констант привели бы к фатальным последствиям для существующей Вселенной. Ее природа была бы такова, что в ней невозможна была бы жизнь. (читатели, мало знакомые с удивительной сбалансированностью Вселенной и приспособленностью Солнечной системы для нашей жизни найдут подробные сведения в статье С. Белицкого "Пепел потухших звезд").Следовательно, Вселенную нельзя себе представить, состоящей из некоторых первичных “кирпичиков”, которые могут существовать отдельно и независимо друг от друга.

По этому поводу принстонский физик и коллега Эйнштейна, Дэвид Бом сказал: "Вселенная со всеми своими элементами, включая нас самих, в действительности является гигантской целостной системой, в которой все взаимозависимо, что далеко не всегда очевидно. Все, что доступно осязанию и существует в мире обособленно — скалы, океаны, леса, животные и люди, — представляет собой видимый уровень мироздания. Однако все эти вещи и явления только кажутся обособленными, в действительности же они связаны между собой на глубинном уровне высшей целостности — скрытого порядка, который просто не доступен нашим органам восприятия. Мир подобен гигантской космической голограмме".

В голограмме любая часть объекта содержит весь объект в уменьшенном виде. С точки зрения Бома, все, что мы можем наблюдать в окружающем мире, — это проекции чего-то гораздо более реального, происходящего на глубинном уровне мироздания в области скрытого и подлинного бытия. Согласно такому подходу, "как вверху, так и внизу", "как внутри, так и вовне". Иными словами, любая система состоит из систем меньшего масштаба, по сути, ей идентичных.

Удачный пример голограммы — элегантная простота человеческого тела. Из какой бы его части мы ни взяли молекулу ДНК — из волоса, пальца руки или из капли крови, она будет содержать генетический код всего организма. В ней всегда и в неизменном виде обнаруживается генетическая модель всего человека.

Видимо прав был отец квантовой теории Макс Планк, шокировавший в 1944 году ученый мир заявлением о том, что "существует некая "матрица", в которой берут свое начало новые звезды, ДНК и даже сама жизнь". При этом все они соответствуют единому скрытому порядку  - порядку целостности и единства. Другими словами, существует некий Высший (относительно нашего уровня понимания) закон природы, являющийся более общим для всего нашего мироздания. Вот что сказал об этом Грэгг Брейден: "недавние исследования с очевидностью подтверждают, что матрица Макса Планка действительно существует. Чтобы подключиться к ее силе, мы должны понимать, как она устроена, и научиться говорить на понятном ей языке".

kabmir.com

Единство мира - Закон Природы

    Вселенная

"Неразрывное единство мироздания проявляется не только в мире бесконечно малого, но и в мире сверхбольшого" (Эрнест Мах)

С момента формирования Вселенной материя, по утверждениям астрофизиков, начала со временем концентрироваться в упорядоченные галактические структуры. В рамках концепции горячей Вселенной, то есть с момента "Большого Взрыва",  ее начальным состоянием была точка, называемая точкой сингулярности, в которой были сосредоточены все вещество и энергия. Она характеризовалась бесконечно большой плотностью материи и энергии. Конкретные свойства точки сингулярности ученым неизвестны, как неизвестно и то, что предшествовало состоянию сингулярности. Некоторые современные ученые, такие как Дэвид Бом и Стивен Хоукинг выдвинули гипотезу, что точка сингулярности отсутствовала и Вселенная образовалась из пустоты, то есть из ничего.

Созвучна их предположениям и инфляционная модель зарождения Вселенной,  развитая в последние десятилетия в работах ряда ученых, например, А.Гута и А. Линде, как попытка разрешения, в частности, и проблемы сингулярности. Согласно этой модели Вселенная взрывообразно стала развиваться из физического вакуума, то есть, по сути, из пустоты. В первую триллионную долю секунды загадочная антигравитационная сила вынудила Вселенную расширяться со скоростью, намного превышающей скорость света. При этом противоречия с теорией относительности в такой модели нет, коль скоро расширялось пустое пространство. Сама по себе антигравитация не должна восприниматься как нечто чудесное, так как в рамках общей теории относительности Эйнштейна источником гравитационного поля является не только вещество, но и давление (поток импульса). Нет физического закона, который бы запрещал иметь отрицательное давление. Более того, современная физика элементарных частиц предполагает существование скалярных полей, одной из особенностей  которых является реализация отрицательного давления.

Итак, благодаря инфляции, изначально однородная область физического вакуума за ничтожную долю секунды возросла более чем в 10 в минус тридцать пятой степени раз и достигла размера не менее 100 см в поперечнике. Квантовые флуктуации в ходе инфляции создали участки неоднородности, способствовавшие рождению и объединению материи, а также формированию в течение миллиарда лет галактических структур в соответствие с моделью горячей Вселенной. Процесс расширения продолжается и сегодня.

Представленная модель зарождения Вселенной признается сегодня многими космологами, как наиболее приемлемая. Однако эта модель не является бесспорной и может рассматриваться лишь в рамках рабочей гипотезы. В связи с этим астроном Дэвид Дарлинг предостерегает: “ не позволяйте толкователям космологии одурачить вас. У них тоже нет ответов на многие базовые вопросы – хотя они хорошенько поработали над тем, чтобы убедить всех, и себя в том числе, в том, что им все ясно... На самом же деле объяснение того, как и откуда все началось – до сих пор серьезная проблема. Не помогает даже обращение к квантовой механике. Либо не существовало ничего, с чего все могло бы начаться – ни квантового вакуума, ни прегеометрической пыли, ни времени, в котором могло происходить что-либо, ни каких бы то ни было физических законов, в соответствии с которыми ничто могло превратиться в нечто. Либо же существовало нечто, и в этом случае оно требует объяснения”

Действительно, первый закон термодинамики гласит: нельзя получить что-либо из ничего. То же самое касается и порядка из взрыва? Согласно второму закону термодинамики порядок, наблюдаемый как во всей Вселенной, так и в нашей Солнечной системе, не может быть следствием лишь взрыва. Взрыв не ведет к порядку. Для того чтобы получить некий порядок, необходимо введение не только энергии, но и информации. По-видимому прав был известный астроном Фред Хойл, когда писал:” Картина Вселенной, образования галактик и звезд, по крайней мере как она предстает в астрономии, удивительно нечетка, как пейзаж, видимый в тумане... Очевидно, что в изучении космологии упущен один компонент – тот, что предполагает наличие информации“

Однако ученым потребовалось затратить огромные интеллектуальные и материальные ресурсы, чтобы прийти к удивительному выводу о "рождении" мира из "ничего". Любопытно, что научный мир с этой гипотезой задержался почти на 500 лет. Процесс  сотворения Вселенной был подробно описан великим Ари еще в 16 веке в книге "Древо жизни". Он в частности писал, что …до начала образования Вселенной был лишь Высший, все собой заполняющий, однородный свет, у которого не было ни границы и ни времени. Для создания Вселенной свет равномерным сжатием вокруг некоторой точки сократил себя и образовал пустое пространство в форме круга. Затем из малой искры прямого луча, протянувшегося  от бесконечного света внутрь созданного пустого пространства, в центре зияющей пустоты был сотворен наш материальный мир...

Можно предположить, что Ари здесь говорит о поле информации, поле Разума, называемом полем света, из малой порции которого образовалась плоская Вселенная ( в плоскости круга), то есть окружающий нас материальный мир. Скорее всего, Фред Хойл именно этот компонент имел в виду. Как видим, современная физика с использованием инфляционной модели рождения Вселенной очень близко подошла к модели Ари, за исключением начального (нулевого) момента, о котором у ученых нет приемлемых гипотез.

Но, несмотря на все нестыковки, сегодня принято считать, что 13.7 миллиардов лет назад, в момент рождения, вся Вселенная была заключена в точке радиусом 10 в тридцать третьей степени см, что неизмеримо меньше радиуса протона, равного 10 в тринадцатой степени см.  В этом объеме уже была заложена вся информация о будущем Вселенной. Лишь 3-5% Вселенной - привычная материя из барионов (протоны, нейтроны, электроны и кванты света). На 70% Вселенная состоит из вещества с положительной плотностью энергии и отрицательным давлением. Это вещество называют "темной энергией". Еще на 25% Вселенная - частицы неизвестной природы, которые не открыты, то есть "темная материя".

Многие  космологи  убеждены, что наблюдаемая часть сформировавшейся структуры Вселенной является в большом масштабе пространственно однородной и плоской. Они говорят, что множество галактик и их скоплений формируют ячеистую структуру Вселенной по типу пчелиных сотов. Так, например, астроном X. Альвен пишет, что космическое пространство обладает ячеистой структурой. Сами ячейки, видимо, имеют характерный размер в десятки мегапарсек (мегапарсек – астрофизическая единица расстояния, немного более 3 миллионов световых лет, а световой год равен примерно 103 млрд. км). Они занимают до 50% объема Вселенной и не содержат вещества, которое бы испускало электромагнитное излучение. Стенки же между ячейками, сформированы, видимо, как самими галактиками, так и звездными, газовыми и пылевыми перемычками между галактиками, или их скоплениями. Толщина стенок насчитывает несколько мегапарсек. Галактики, например Млечный Путь, — гравитационно-связанные системы из звёзд, межзвёздного газа, пыли и тёмной материи. Все объекты в составе галактик участвуют в движении относительно общего центра масс.

Кстати, эффект ячеистого структурирования был открыт российскими учеными и при исследовании геолого-геофизического строения Земли, а также биологических  объектов. Так, по мнению ученого Н. Гончарова, тепловая и гравитационная конвекция делит всю земную кору на 60 конвективных ячеек. Более того, как предполагают геологи, подобная ячеистая структура присуща Марсу, Венере, Луне, Солнцу и вообще всем объектам космоса. Что же касается биологических объектов, то, например, колонии одноклеточных водорослей в аквариуме иногда выстраиваются в ячеистую структуру, подобную пространственному распределению метагалактик.

В качестве наглядного примера образования конвективных ячеек можно привести случай структурирования слоя масла на нагретой сковородке. Хозяйки наверняка замечали, что при достаточно высокой температуре тонкий слой нагретого масла на сковороде преображается: вся поверхность разбивается на правильные шестигранные или цилиндрические ячейки. Структура на сковороде становится очень похожей на пчелиные соты. То есть одни и те же закономерности проявляються в самых разных природных явлениях: в формировании всей Вселенной, отдельных её элементов, а также в биологических объектах, что явно свидетельствует о единстве законов мироздания.

Если из космоса спуститься на Землю, то можно проследить закономерности объединения и в образовании окружающих нас материальных структур. Так все твердые структуры неживой природы имеют кристаллическую решетку, в узлах которой располагаются атомы, сформированные из микрочастиц. Ядра атомов состоят из протонов и нейтронов. По величине протоны чуть больше нейтронов. При этом вес протона должен быть именно такой, какой он есть. В противном случае даже превышение веса на 0.2 % приведет к распаду протона на нейтрон, позитрон и нейтрино. Поскольку в ядре атома водорода лишь один протон, то в результате его распада существование органических молекул, воды  и звезд было бы невозможно, а следовательно и наша жизнь тоже.

Сами атомы расположены на огромных, по сравнению с их собственными размерами, расстояниях. В свою очередь и они сами состоят практически из пустого пространства. Атомное ядро занимает всего лишь одну триллионную часть всего объема атома. Остальное пространство атома занято электронным облаком, про носителей которого можно сказать, что они занимают какой-то объем чисто условно.

Таким образом, вещественная материя и в атоме, и во Вселенной занимает незначительную часть общего объема. Вот что сказал по этому поводу лауреат Нобелевской премии по физике, астрофизик Джон Мазер: "Звезды находятся на очень большом расстоянии друг от друга, атомы тоже практически пусты. Расчеты показывают, что вся современная Вселенная вполне способна уместиться в небольшом объеме первичной материи".

То есть материя представляет собой скорее крохотные островки субстанции в океане пустоты, нежели твердое вещество, воспринимаемое нашими органами чувств. Да и природа этих островков - элементарных частиц выходит за рамки обыденного здравого смысла. По современным представлениям их следует рассматривать в качестве эфемерных сгустков энергии, которые удивительным образом одновременно сочетают в себе корпускулярные и волновые свойства. Само понятие волны или колебания носит в физике абстрактный характер. Это лишь некоторое "движение материи". Даже при температуре абсолютного нуля атомы в телах не прекращают своих колебательных движений.

Следовательно, наша Вселенная  "соткана как единое динамическое полотно" из силовых физических полей неразрывно связанных друг с другом. На сегодня физики достаточно подробно описали лишь электромагнитное поле, поле ядерных сил (сильных взаимодействий) и поле слабых взаимодействий. О гравитационном поле известно только его присутствие и действие на нас, без понимания физики. О других полях, таких, например, как поле "темной энергии" и прочих есть лишь предположения. Высказывается гипотеза, что поле "темной энергии" – это поле информации. Однако сегодня пока не ясно, каким образом информация переходит в энергию. Тем не менее, у науки нет сомнений в том, что скрепляющим раствором для Вселенной являются в частности названные силовые поля, объединяющие все её элементы в удивительно целостную, единую структуру. Четырем известным силовым взаимодействиям соответствуют четыре фундаментальные численные величины, именуемые универсальными мировыми константами.

Любопытно, что физика и космология уже вплотную приблизились к признанию того, что материальные макроскопические тела неразрывно связаны названными мировыми константами (силовыми взаимодействиями) со своим окружением. Их свойства могут восприниматься лишь в терминах взаимосвязи с окружающим миром. В соответствии с принципом Маха, "взаимодействие тел распространяется на всю Вселенную в целом, включая наиболее удаленные звезды и галактики. Это неразрывное единство мироздания проявляется как в мире бесконечно малого, так и в мире сверхбольшого".

По словам Фреда Хойла, "современные исследования довольно убедительно свидетельствуют о том, что условия нашей повседневной жизни не могли бы существовать в отрыве от далеких частей Вселенной, и, если бы эти части каким-то чудесным образом были изъяты из нашего мира, то все наши представления о пространстве и геометрии моментально утратили бы свой смысл. Наши повседневные впечатления до самых мельчайших деталей настолько тесно связаны с крупномасштабной характеристикой Вселенной, что сложно даже представить себе, что одно может быть отделено от другого".

Действительно, наш мир очень "чувствителен" к значениям указанных выше четырех мировых констант, поскольку все основные особенности реального мира (размеры ядер, атомов, планет, звезд и т. д.) напрямую зависят от их величин. Само существование мира обусловлено выполнением очень жестких соотношений между ними. Ничтожные, с человеческой точки зрения, отклонения от наблюдаемой удивительно сложной и невероятно точной числовой соразмеренности значений мировых констант привели бы к фатальным последствиям для существующей Вселенной. Ее природа была бы такова, что в ней невозможна была бы жизнь. (читатели, мало знакомые с удивительной сбалансированностью Вселенной и приспособленностью Солнечной системы для нашей жизни найдут подробные сведения в статье С. Белицкого "Пепел потухших звезд").Следовательно, Вселенную нельзя себе представить, состоящей из некоторых первичных “кирпичиков”, которые могут существовать отдельно и независимо друг от друга.

По этому поводу принстонский физик и коллега Эйнштейна, Дэвид Бом сказал: "Вселенная со всеми своими элементами, включая нас самих, в действительности является гигантской целостной системой, в которой все взаимозависимо, что далеко не всегда очевидно. Все, что доступно осязанию и существует в мире обособленно — скалы, океаны, леса, животные и люди, — представляет собой видимый уровень мироздания. Однако все эти вещи и явления только кажутся обособленными, в действительности же они связаны между собой на глубинном уровне высшей целостности — скрытого порядка, который просто не доступен нашим органам восприятия. Мир подобен гигантской космической голограмме".

В голограмме любая часть объекта содержит весь объект в уменьшенном виде. С точки зрения Бома, все, что мы можем наблюдать в окружающем мире, — это проекции чего-то гораздо более реального, происходящего на глубинном уровне мироздания в области скрытого и подлинного бытия. Согласно такому подходу, "как вверху, так и внизу", "как внутри, так и вовне". Иными словами, любая система состоит из систем меньшего масштаба, по сути, ей идентичных.

Удачный пример голограммы — элегантная простота человеческого тела. Из какой бы его части мы ни взяли молекулу ДНК — из волоса, пальца руки или из капли крови, она будет содержать генетический код всего организма. В ней всегда и в неизменном виде обнаруживается генетическая модель всего человека.

Видимо прав был отец квантовой теории Макс Планк, шокировавший в 1944 году ученый мир заявлением о том, что "существует некая "матрица", в которой берут свое начало новые звезды, ДНК и даже сама жизнь". При этом все они соответствуют единому скрытому порядку  - порядку целостности и единства. Другими словами, существует некий Высший (относительно нашего уровня понимания) закон природы, являющийся более общим для всего нашего мироздания. Вот что сказал об этом Грэгг Брейден: "недавние исследования с очевидностью подтверждают, что матрица Макса Планка действительно существует. Чтобы подключиться к ее силе, мы должны понимать, как она устроена, и научиться говорить на понятном ей языке".


Смотрите также

 

..:::Новинки:::..

Windows Commander 5.11 Свежая версия.

Новая версия
IrfanView 3.75 (рус)

Обновление текстового редактора TextEd, уже 1.75a

System mechanic 3.7f
Новая версия

Обновление плагинов для WC, смотрим :-)

Весь Winamp
Посетите новый сайт.

WinRaR 3.00
Релиз уже здесь

PowerDesk 4.0 free
Просто - напросто сильный upgrade проводника.

..:::Счетчики:::..

 

     

 

 

.