Buch lesen: «Происхождение стабильных элементов»

© Анатолий Трутнев, 2020

ISBN 978-5-0051-4885-8

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Предисловие

Книга знакомит читателей с гипотезой происхождения стабильных химических элементов, которая базируется на принципах взаимодействия материи и пространства. Побудительным мотивом её выдвижения была попытка получить определенный ответ на одну из самых сложнейших проблем мироздания – проблему происхождения атомов химических элементов. У современной физической науки в этом плане имеются грандиозные успехи. Накоплен целый взаимоувязанный теоретический пласт, вместе стем следует отметить наличие в нем существенных пробелов, неясностей и «белых пятен» Цель выдвигаемой гипотезы – обозначить эти пробелы и наметить пути их устранения.

Согласно современным научным представлениям все химические элементы от гелия до урана, последнего элемента, встречающегося в естественном виде в природе, образовались в недрах звезд при их жизни или в результате их яркой «смерти», или их слияния. Ядра элементов от гелия до железа синтезируются внутри звезд, а после железа при взрывах сверхновых звезд и слияния нейтронных звезд, но механизмы образования стабильных и нестабильных звезд в обоих случаях одинаковые. В основе обоих механизмов лежит слияние α -частиц, захват нейтронов ядрами, их «вдавливание» в ядра, с последующим β—распадом ядер переполненных нейтронами. В результате β—распада нейтроны распадаются на протоны и электроны, которые затем вылетают из ядер. В итоге у ядер увеличивается заряд и они превращаются в ядра более тяжелых элементов. При этом какое местоположение займет новая частица в ядре не учитывается. Но, как известно, атомное ядро представляет собой сложную многочастичную систему с сильным взаимодействием и большим набором свойств. И от того к какой части ядра, присоединится новая частица, будет зависеть в основном или в возбужденном состоянии будет находиться новое ядро. Все элементы периодической системы имеют по несколько изотопов. Изотопы от водорода до висмута описанные в ней, находятся в стабильном состоянии. Они выделяются среди своих собратьев количеством содержащихся и расположением в их ядрах нуклонов. Эти изотопы являются самыми распространенными изотопами в природе. Остальные от полония до урана радиоактивны.

Изложенная в книге гипотеза позволяет по мнению автора устранить выше изложенный однобокий подход к этой проблеме представителей традиционной физики. Результаты её использования хорощо коррелируются с данными по распространенности химических элементов в природе (Г. Зюсс, Г. Юри 1956).

Кроме происхождения стабильных элементов в книге рассмотрен ряд проблемных вопросов не имеющих однозначных ответов в современной физической науке с позиции силовых нитей пространства, реальность существования которых имеет множество косвенных доказательств. Они приведены в книгах автора: «Физика пространства», «Таинственная гравитация», « Новый взгляд на природу материи и пространства». По прогнозам ряда ученых в предстоящем десятилетии « охота за призрачными нитями пространства – времени может быть успешной».. и силовые нити будут открыты.

Глава I. Происхождения стабильных химических элементов

Введение

По современным представлениям физиков наша Вселенная возникла в результате Большого Взрыва. Общепринято считать, что внезапно из ничего возник огненный шар с температурой 10 ³² K. В течение 10^—43 – 10^—35 секунды после Взрыва наступила планковская эпоха, при которой не действовал ни один из известных физических законов. Когда возраст Вселенной достиг 10^—35 секунд, в ней произошел экспоненциальный (инфляционный) взрыв, в результате которого её первоначальный размер увеличился 10⁵⁰ раз. В этот период во Вселенной доминировали колоссальные значения температуры и плотности энергии излучения. После окончания этого периода в течение 10^—35—10^—4 секунды, в результате значительного снижения температуры начался период образования кварков и антикварков (кварко-глюонной плазмы). По истечение времени с 10^—4 по 10⁰ секунды, температура во Вселенной упала до значений, позволяющей кваркам и антикваркам объединятся в протоны и антипртоны. Дальнейшее снижение температуры и плотности излучения энергии, произошедшее в течение 3-х минут сделало возможным действие фундаментальных физических сил и образование элементарных частиц (электронов и позитронов) в современной форме, а затем ядер водорода, гелия, лития и других легких атомов химических элементов. Через 3 10⁵ лет, когда Вселенная, последовательно расширяясь, охладилась до температуры 3000⁰ К, электроны начали соединяться с протонами и ядрами гелия, и образовывать атомы водорода и гелия. В результате материя во Вселенной стала прозрачной для прохождения световых волн, а через миллионы последующих лет космическая материя локализовалась (скучилась) и уплотнилась до такого состояния, что появились звезды и галактики. Таков общепризнанный в настоящее время сценарий рождения и развития Вселенной, хотя его окончательный вариант не разработан ещё до сих пор. В нем осталось ещё много вопросов, на которые ведущие физики теоретики пытаются ответить, используя современные технологии при наблюдении за астрофизическими объектами.

Одним из самых дискуссионных вопросов в этом сценарии является образование ядер химических элементов всей периодической системы Менделеева, за исключением ядер водорода и гелия, которые в основном образовались в первые минуты жизни Вселенной. Согласно доктрине современной физической науки общепринято считать, что источником образлвания ядер большинства химических элементов является последовательность протекания термоядерных реакций, Первым элементом нуклеосинтеза в ядерных топках звезд является гелий. Его ядра образуются в центральной части звезды при достижении температуры 10⁷ С. Происходит это в результате слияния четырех протонов с выделением 12,85 Мэ

 
4p →⁴Не +2е⁺+2ν_e + Q.
 

Затем, при достижении температуры 10⁸ С ядра гелия набирают скорость, позволяющую им сблизиться на расстояние достаточное для слияния их в ядра более тяжелых химических элементов (углерод, кислород, неон и др.). Так называемые четные элементы, у которых заряд ядра сразу повышается на две единицы. Нечетные элементы образуются другим способом. В начале ядро захватывает нейтрон, в результате его масса увеличивается на единицу, а заряд остается прежним. При этом, если образовавшееся ядро окажется не стабильным, то произойдет бета-распад, нейтрон превратится в протон. Заряд у такого ядра вырастет на единицу и оно превратится в ядро следующего более тяжелого элемента.

Ядра тяжелее железа в термоядерных реакциях не образуются. Механизм их образования другой. Ученые предполагают, что они образуются в двух видах ядерных реакциях, сопровождающихся захватом одного или нескольких нейтронов. В первом случае ядерная реакция осуществляется медленно движущимися нейтронами. Такой процесс называется s-процессом (медленный процесс). Таким способом синтезируются тяжелые элементы после железа вплоть до золота. Во втором случае ядерные реакции происходят в результате быстрого захвата нейтронов, так называемого – r-процесса. Его суть заключается в захвате ядром не одного, а нескольких нейтронов сразу. Тогда при бета-распаде синтезируются ядра тяжелых и самых тяжелых элементов от золота вплоть до тория и урана. Но, где такие процессы могут идти, у физиков теоретиков на этот счет нет единого мнения. Для поддержания этого процесса в недрах звезды необходимо наличие большого количества свободных нейтронов. Оно может проявиться при вспышке сверхновой звезды в конце эволюции массивной звезды, когда электроны сливаются с протонами и в результате образуется большое количество свободных нейтронов. Кроме того, также много свободных нейтронов получается при слиянии двух нейтронных звезд.

Обзор различных способов образования ядер химических элементов свидетельствует о том, что все они в основном сводятся к слиянию α -частиц и захвату нейтронов ядрами, их «вдавливания» в ядра, с последующим β—распадом ядер переполненных нейтронами. В результате β—распада

нейтроны распадаются на протоны и электроны, которые затем вылетают из ядер. В итоге у ядер увеличивается заряд и они превращаются в ядра более тяжелых элементов. При этом какое местоположение займет новая частица в ядре не учитывается. В тоже время следует отметить, что атомное ядро представляет собой сложную многочастичную систему с сильным взаимодействием и большим набором свойств. И от того к какой части ядра присоединится новая частица, будет зависеть в основном или в возбужденном состоянии будет находиться новое ядро. Такой подход к изучению происхождения ядер химических элементов, находящихся в стабильном (основном) состоянии не дает полной картины механизма их рождения. Много неясностей также оставляют существующие способы описания внутреннего устройства ядра, ибо до сих пор не существует последовательной теории способной воспроизвести в полном объеме поведение нуклонов внутри ядра, из-за отсутствия знаний о свойствах ядерных сил. В данной статье сделана попытка дать новое физическое осмысление приведенных выше вопросов и получить на них определенные ответы с помощью смоделированной системы взаимодействия материи и пространства, базирующейся на следующих принципах

Методика моделирования

 
R = W + P,
 

где W – материя, P – пространство

Т – время форма взаимодействия материи и пространства.

Е – энергия форма взаимосвязи материи и пространств

Формулировка основных постулатов

1. Реалии (R) окружающего мира являются результатом взаимодействия материи и пространства Последней неделимой частицей материи является положительно заряженный гравитон, а пространства отрицательный простон.

2. Формой их взаимосвязи является энергия, которая здесь выступает в двух ипостасях: энергии материи (E_m) и энергии пространства ( – E_p.), которые взаимно переходят друг в друга.

3. Пространство в смоделированной системе представлено совокупностями простонов, собранных в «силовые нити», которые, в свою очередь, образуют своеобразную «сеть», равномерно напряженную во всех направлениях за счет сил отталкивания одноименных зарядов.

4 Материя в смоделированной системе представляет собой совокупность гравитонов, размещенных определенным образом между силовыми нитями пространства.

Гравитон (g) это сгусток энергии материи, а простон это (q) сгусток энергии пространства. Сгустки образовались в начальной стадии образования Вселенной. Частицы одинаковы по модулю и обратны по знаку

Все материальные тела (от частиц до галактик) движутся в силовых нитях пространства и деформируют их. Протон сжимает, а электрон расширяет силовые нити пространства, в этом их фундаментальное сходство и различие. Несмотря на то, что протон тяжелее электрона в 1840 раз, у частиц одинаковые по величине, но разные по знаку заряды.

В современном мире все физические, химические, биологические, ядерные процессы, явления, взаимодействия происходят при непосредственном участии энергии материи и энергии пространства. Они взаимно переходят друг в друга и служат основой для формирования всего многообразия различных видов материальной энергии и способов их перехода одного вида в другой.