Физика природы материи и пространства

Ядра атома кислорода начинают формироваться в ядерной топке звезд, когда температура превысит 108 К, а степень сжатия силовых нитей достигнет 6h. Образовываться они будут путем присоединения ядер гелия к ядрам углерода. Присоединение будет происходить направленно с образованием определенной формы ядра, при которой каждый протон будет взаимодействовать только с соседними нуклидами и с электронами определенной орбитали. Итогом этого процесса будет синтез изотопа кислорода 16O. Он стабилен и широко представлен в природе после водорода и гелия. У него две ядерных оболочки. Во второй оболочке изотопа функционируют шесть протонов. (Рис.3.d). Четыре из них деформируют (сжимают) силовые нити пространства внешнего электронного слоя и создают пространственную направленность действия валентной орбитали 2p. Все это в совокупности делает кислород одним из самых агрессивных химических элементов. По химической активности кислород уступает только фтору.

Истощение запасов атомов гелия и углерод внутри звезды приводит к дальнейшему росту температуры и степени сжатия силовых нитей в её центре. В это время начинается слияние ядер кислорода и ядер гелия. Ядра гелия присоединяются к ядрам кислорода таким образом, что в результате синтезируются ядра изотопа неона со своеобразной, только им присущей конфигурацией. У ядра атома неона 20Ne имеется две ядерных оболочки, но в отличие от ядер атомов других элементов, его вторая атомная оболочка полностью заполнена нуклидами (Рис.4.e), поэтому ядро неона обладает повышенной устойчивостью. У атома неона на внешней электронной валентной орбитали 2p нет свободных электронов, они все спаренные, поэтому атом неона химически инертен

С выгоранием кислорода в центре звезды продолжается рост температуры и степени сжатия силовых нитей и при их сжатии до 14h начинается горение ядер неона. Оно сопровождается отрывом от ядер неона α – частиц (ядер гелия) и последующим присоединением их к другим ядрам неона. В результате присоединения одной α – частицы образуется ядро магния, а при присоединении двух частиц, образуется ядро кремния. Присоединение происходи, как и в предыдущих синтезах новых элементов, направлено с образованием определенной конфигурацией ядра. Изотоп ядра кремния 28Si имеет три энергетические оболочки (Рис.4.k) В третьей (y) оболочке находятся 4протона и 4 нейтрона. Протоны взаимодействуют с двумя электронами внешней, валентной орбитали 3p, а также у него два спаренных электрона на орбитали 3s промотируют на вакантную орбиталь 3d, потому кремний четырехвалентен. Это дает возможность атому кремния проявлять себя как химически активный элемент. Кремний является широко распространенным элементом в природе.

Кремний является последним элементом способным к термоядерным экзотермическим реакциям. Термосинтез с его участием начинается при температуре 109 K и степени сжатия силовых нитей 26h. Из-за высокой температуры часть ядер кремния подвергается фотодиссоциации с выделением α – частиц. Затем свободные α – частицы последовательно присоединяются к оставшимся ядрам кремния. Присоединение α – частиц к ядру кремния происходит направлено с образованием определенной конфигурацией ядер промежуточных элементов и так вплоть до ядер железа. Изотоп ядра железа 26Fe имеет 4 ядерные оболочки (Рис.4.u). В четвертой (j) оболочке находятся 8 протонов и 8 нейтронов. Протоны взаимодействуют с электронами внешней валентной орбитали 4s2, на которой находятся 3 валентных электрона, поэтому железо трехвалентное, но за счет промотирования количество валентных электронов может увеличиться до 8. Железо средней активности металл. На кривой распространенности химических элементов оно входит в пятерку лидеров: водород, гелий, кислород, неон, железо, Но, первые четыре элемента газы, а железо металл, Следовательно, оно является самым распространенным металлом в Солнечной системе.

Ядра гелия и свободные нейтроны в больших количествах всегда присутствуют в ядерных топках звезд. Эти частицы являются основными компонентами образования новых химических элементов в недрах звезд. Если из α – частиц (ядер гелия) образуются четные элементы периодической системы, то для формирования новых нечетных элементов необходимо участие дейтронов. Так, образование ядра стабильного нечетного атома лития 7Li начинается при достижении в центре звезды степени сжатия силовых нитей до 3h. Это происходит путем присоединения дейтрона к ядру гелия (Рис.5.a). Местом прикрепления дейтрона определяется конфигурация ядра лития и вместе с ней и его химические свойства. В результате присоединения у ядра лития сформировывается вторая ядерная оболочка (f). Теперь протоны этой оболочки будут взаимодействовать с электронами внешних электронных валентных орбиталей у всех химических элементов второго периода периодической системы. В ней у лития находятся один протон и два нейтрона. Второй нейтрон является «буфером», предотвращающим слияние оболочек. Протон, входящий в состав дейтрона взаимодействует со свободным электроном внешней валентной орбитали 2s. Наличие одного протона во второй оболочке представляет собой небольшой по эффективности заряд ядра, что делает внешний электрон лития легко доступным для образования ковалентной химической связи с другими химическими элементами. Литий является одним из трех редких легких элементов.

Ядро другого нечетного стабильного элемента бора 11B образуется объединением ядра бериллия с дейтроном при степени сжатия силовых нитей в 5h. Присоединяется дейтрон во вторую энергетическую оболочку ядра бериллия к находящимся там нуклонам (Рис.5.b). В результате ядерный заряд в ней представляют уже три протона. Два из них взаимодействуют с электронами на внешней электронной орбитали 2s, а один протон с одним электроном на новой внешней орбитали 2p. Заполнение электроном новой орбитали делает атом бора кайносимметричным и изменяет пространственную направленность электронного облака. В основном состоянии у атома бора на внешней валентной орбитали 2p находится один свободный электрон, а в возбужденном состоянии за счет промотирования два электрона находятся на орбитали 2p и один на орбитали 2s. Это делает бор трехвалентным. Как и литий, бор редкий элемент.

Азот третий нечетный элемент второго периода периодической системы. Ядро азота синтезируется в результате объединения ядра углерода с дейтроном при степени сжатия силовых нитей в7h. Присоединение дейтрона происходит во вторую энергетическую оболочку ядра углерода (Рис.5.c). При этом протон, входящий в состав дейтрона, прикрепляется таким образом, что между ним и другими находящимися там протонами были нейтроны. В результате присоединения ядерный заряд второй оболочки будет состоять из 5 протонов. Три протона из них взаимодействуют с внешней валентной орбиталью 2p. На ней находятся три свободных электрона, поэтому азот трехвалентен. Пространственная направленность валентных орбиталей 2p в совокупности с высокой степенью деформации силовых нитей пространства внешнего электронного слоя пятью протонами второй энергетической ядерной оболочки, делает азот одним из активнейших химических элементов. Азот является одним из самых распространенных элементов после кислорода и неона в природе.

Фтор предпоследний и четвертый нечетный элемент второго периода. Его ядро образуется присоединением дейтрона к ядру кислорода при степени сжатия силовых нитей 9h. Присоединяется дейтрон во вторую ядерную оболочку к находящимися там нуклонами (Рис.5.d). В результате ядерный заряд оболочки составляют 7 протонов. У ядра атома фтора в этой оболочке находится 5 активно взаимодействующих протонов с внешней валентной орбиталью 2p, поэтому фтор является самым химически активным элементом периодической системы. На этой орбитали находятся 4 спаренные электроны и один свободный электрон, что делает его одновалентным. Фтор довольно распространенный элемент в природе.

Рис. 3. Предполагаемая схема образования ядер четных химических элементов путем слияния ядер гелия: а – ядро гелия; b – ядро бериллия; с – ядро углерода; d – ядро кислорода

Рис. 4. Предполагаемая схема образования ядер четных химических элементов путем слияния ядер гелия: e – неона; k – кремния; u – железа

Рис. 5. Предполагаемая схема образования ядер нечетных химических элементов: a – лития; b – бора; c – азота; d – фтора

Выводы

1. Ядра химических элементов синтезируются в недрах звезд при их жизни, а также в результате их яркой «смерти» и их слияния [6]. Ядра элементов от гелия до железа синтезируются внутри звезд, а после железа при взрывах сверхновых звезд и слияния нейтронных звезд.

2. Возникновение новых ядер химических элементов, находящихся в основном (нормальном) состоянии, происходит при условии, что степень сжатия силовых нитей внутри звездного пространства станет равным степени сжатии внутри ядерного пространства данного химического элемента

3. Ядра элементов это набор ядерных оболочек, заполненных протонами и нейтронами. Первой оболочкой у всех ядер является ядро гелия, которое состоит из двух протонов и двух нейтронов. Ядра всех остальных элементов периодической системы имеют определенное количество оболочек, заполненных полностью или частично нуклонами. Образование ядра нового элемента происходит путем присоединением к ядру предшествующего ему элемента в периодической системе новых нуклонов. При этом новые нуклоны заполняют не заполненные ядерные оболочки в определенном составе, количестве и занимают определенное местоположение. От количества новых нуклонов и местоположения их присоединения зависит будет ли новое ядро стабильным или нет.

4. В природе не существуют химические элементы (кроме атома легкого водорода), ядра, которых бы состояли из одних протонов. Протоны в ядрах сжимают силовые нити внутри ядерного пространства, а электроны, входящие в состав нейтронов их расширяют. Такие взаимодействия протонов и нейтронов придают стабильную устойчивость ядру.

Глава III. Время

В каждую эпоху человечество представляло феномен времени определенным образом. Так, например, эзотерики представляли время как некую протяженность, вышедшую из вечности, которая обязана вернуться в неё. А вот древние греки представляли его в виде замкнутого круга. Христиане воспринимали феномен времени линейно и необратимо. Заметный вклад в осмысление понятия феномена времени внесли Ньютон [20] и Эйнштейн [34]. По концепции первого время абсолютно, однородно и непрерывно. Он полагал, что движение материальных тел не оказывает никакого влияния на течение времени и на свойства пространства. Эйнштейн соединил время с пространством и показал, что при движении материальных тел на скоростях близких к скорости света, скорость течения времени изменяется. Интереснейшим выводом данной теории является влияние гравитации на скорость течения времени. Шли годы, одно определение понятийного смысла феномена времени сменялось другим и в итоге прочное место заняло новое его понятие, время это форма существования материи. Однако и это понятие не дало положительного ответа удовлетворяющего всех запросов философов об определения времени.

В современных физических теориях: классической физике и механике, общей теории относительности, квантовой механике и релятивистской физике время входит во все формулы. При этом оно входит в них как физический параметр и исключает различия между прошлым и будущим. Однако в каждой из этих теорий различное понятие смысла феномена времени. У механика время отождествляется с движением, у биолога с жизненными циклами. Астрофизики связывают время с расширением Вселенной, для психолога время это сознание

Основной задачей изучения феномена времени на современном этапе развития науки о времени являются поиски ответов на следующие вопросы. Обратимо время или нет? Одно направленно оно или имеет разные направления? Дискретно оно или непрерывно? Равномерен или неравномерен его ход? Можно ли управлять временем? Реально ли существуют кванты времени? Из исследователей XX века, сделавших определенные успехи в углублении понятия феномена времени, следует отметить швейцарского учёного лауреата Нобелевской премии Пригожина [25], английского учёного Хокинга, наших соотечественников Козырева [16] и Вернадского [10].

Пригожин разработал теорию, позволяющую по новому осмыслить природу материи. В свете её материя способна к самоорганизации. В ней понятия прошлого, настоящего и будущего времени обусловлены физической природой мира. Хокинг [35] писал о трех различных стрелах времени. Первая стрела термодинамическая. Она указывает направление времени, где растет беспорядок, то есть энтропия. Другая стрела психологическая. В ней ход времени направлен только в сторону прошлого. И наконец, третья стрела космологическая. В этом направлении стрелы времени указывается, что Вселенная не сжимается, а расширяется. Козырев в своих исследованиях изучал влияние времени на материю, При этом получил убедительные доказательства, что в физическом мире существует дополнительный вид энергии, который носит название энергии времени. Он считал, что время существует объективно, у него есть направленный ход от прошедшего к будущему, и в отличие от материи нет импульса. Вернадский ввел понятие о биологическом времени, которое отличается от физического времени своим внутренним содержанием. Он рассматривал время как смену поколений и считал его единственно реальным временем. Свои утверждения он обосновывал тем, что никто и нигде не наблюдал абиогенеза, происхождения живого из не живого.

Одним из базовых принципов смоделированной системы является положение о том, что время является функцией взаимодействия материи с пространством

T= f (w p)

Все реалии физического мира, есть результат этого взаимодействия. Понятийный смысл слова взаимодействие подразумевает движение, течение, которое характеризуется скоростью. Скорость взаимодействие материи и пространства, а в этой ипостаси в смоделированной системе выступает время, оно имеет определенную направленность. Скорость течения времени (vt) находится в обратной пропорциональной зависимости от скорости взаимодействия материи и пространства (vwp),

vt = 1/ vwp

Происходит это потому, что с увеличением скорости движения материи (массы) в силовых нитях пространства возрастает и степень их сопротивления этому движению. В результате скорость взаимодействия материи и пространства снижается, а вместе с ней замедляется и течение времени. Различаются следующие виды течений времени: обще вселенское течение времени и локальные течения времени. Локальные течения подразделяются на физическое, биологическое и психологическое течение времени.

Обще вселенское время. В рамках смоделированной системы обще вселенское время это результат взаимодействия материи с пространством, потому её течение одностороннее от прошлого к будущему. Началось обще вселенское время с первых мгновений рождения Вселенной и продолжается в настоящее время.

Фотонная эпоха становления Вселенной длилась 3 105 лет. И в течение всего этого периода времени шло образование атомов водорода. Их накопилось колоссальное количество, 13,8 109 лет они сгорали и продолжают сгорать в ядерных топках триллионов звезд. К концу эпохи температура Вселенной опустилась до 3500 К, а степень сжатия силовых нитей в пространстве Вселенной достигла показателя в 1h, как в ядре атома водорода.

По современным наблюдениям астрофизиков только в видимой части космоса, а она составляет всего одну двухсот пятидесятую часть от всей Вселенной, находится десятки миллиардов Галактик, в каждой из которых насчитываются миллиарды звезд и космических пылегазовых облаков. И вся эта громада материи движется в силовых нитях пространства, растягивая их в направлении своего движения, непрерывно взаимодействуя с ними. Галактики, как «горячие порожки», разлетаются во всех направлениях от центра Большого Взрыва и расширяют Мировую сеть, «сотканную из силовых нитей пространства. Космологические исследования скорости расширения Вселенной свидетельствуют о том, что в различные периоды её развития она была разной. Так, в инфляционный период, она увеличивалась со скоростью, превышающей скорость света. Затем расширение Вселенной замедлилась, а вот в настоящее время галактики разлетаются с ускорением. С позиции смоделированной системы это объясняется следующим образом.

Ускоренное расширение Вселенной в инфляционный период осуществлялось за счет колоссального потока энергии материи с чудовищной температурой и плотностью излучения. Этот поток двигался в силовых нитях пространства и «раздувал» их, формируя из них Мировую сеть. Взаимодействие материи с пространством в этот период было очень низким и расширение Вселенной в 1050 раз произошло мгновенно. С ростом размеров Вселенной плотность излучения энергии материи падала, а с ней вместе возрастало взаимодействие материи с пространством. В результате течение времени и расширения Вселенной замедлилось. В настоящее время, как показали космологические исследования, скорость разлета галактик вновь увеличилась, а скорость взаимодействия и течение обще вселенского времени вновь уменьшились. И причиной возникновения этого феномена является энергия пространства. Дело в том, что, разлетающиеся галактики растягивают силовые нити пространства в направлении своего движения и тем самым сжимают их. В результате этого сжатия высвобождается энергия материи, затраченная на их сжатие, которая порождает силу (F), действующую в направлении их движения по формуле.

В течение всего периода взаимодействия материи с пространством расстояние между силовыми нитями непрерывно уменьшается. И чем меньше первоначальное расстояние между силовыми нитями до сжатия, тем выше коэффициент сжатия, поэтому больше выделяется количество энергии материи и тем большая сила действует на галактики в направлении их движения. Этим и и можно объяснить увеличение скорости расширения Вселенной в настоящее время