Конденсация. Таким образом, очистив, понятие гравитации от «наносной пыли и тумана» типа гравитационных сил, мы свели ее только к вторичному механическому явлению — к тяжести (mg). Чтобы как-то дальше разобраться и выяснить откуда же ее «ноги растут», нужно, видимо, попробовать как можно шире (пространственно) охватить «гравитационные явления». Ведь явно чувствуется, что существует некое более масштабное явление, частью которого является эффект гравитации.
Представивь себе, какую-нибудь систему (протозвездное облако, спиральную галактику, Солнечную систему), зададим себе несколько вопросов: что же там происходит? Что за процессы приводят к появлению эффекта гравитации (падению вещества к центру масс)? Что именно заставляет вещество «поступать» таким образом, а не иначе? И что за такое масштабное явление?
Для того, чтобы найти ответы на эти вопросы, кратко запишем то, что нам хорошо известно из наблюдательных данных о «небесных» процессах.
Там происходит:
1. электромагнитное взаимодействие тел.
2. возникновение центра масс и падение вещества туда (в центре масс происходит сгущение вещества, образование новых тел).
3. минимизация энергетического состояния объектов.
4. выделение энергии.
Теперь зададимся вопросом: что за такое явление, которое осуществляется «руками» электромагнитных сил, и где «автоматом» проявляются эффекты гравитации? И при котором происходит минимизация энергетического состояния участвующих в нем тел, с выделением энергии? Известно ли нам такое явление, и, вообще, есть ли такое явление в природе?
Можем сразу сказать: да, такое явление есть — это явление конденсации и фазового перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое (газ, жидкость, твердое тело). Но такими явлениями мы знакомы только на привычных нам масштабах. Знаем, что при охлаждении любого вещества, рано или поздно, происходит фазовые превращения: газ — жидкость — твердое тело. Ни одно вещество не минует чащу сия. Только у каждого вещества есть свои критические значения температуры перехода. Для воды, например, такой температурой является 100оС, когда она из пара переходит в жидкость, а в 0оС из жидкости — в лед. Для железа, «переходной» температурой является — 1530оС (газ/жидкость), и 3050оС — жидкость/твердое тело. Воздух, которым мы дышим, тоже можно превратить в жидкость. Для этого нужно его охладить до (-192)оС, а чтобы получить твердый воздух, нужно охладить еще больше.
Для нас здесь сейчас не важно, какое вещество, при какой температуре меняет свое агрегатное состояние. Не это самое главное. Самое главное для нас, что такое явление в природе реально существует, и к этому подвержено все вещество без исключения. И, второе, особенно интересен для нас здесь, это сам внутренний механизм этого процесса, и подробная «картинка» как все это происходит. Чтобы более-менее представить все это, рассмотрим простой пример.
Представьте себе, что перед вами висит облачко паров воды (или, это пусть будет дождевое облачко). Что же будет происходит внутри облачка при охлаждении (остывании)? Очевидно, что там будут происходит процессы конденсации и фазового перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое. Пар будет сконденсироваться в капельки воды.
По мере охлаждения, молекулы воды (Н^2О) будут терять свою кинетическую энергию движения, и между ними начнут возникать межмолекулярные электромагнитные связи. Тогда они будут объединяться в пары, группы, ассоциации, и т.д. Из-за такой взаимосвязанности, и по причине наличия у них массы, у каждой пары, группы, ассоциации возникнет свой центр масс (центр механического равновесия «конструкции»). Тогда, они все будут вращаться вокруг своих центров масс. Таким образом, внутри облачка появятся множество вращающихся сложно-молекулярных «конструкции»: димеры, тримеры, группы, ансамбли, и т.д.
При дальнейшем охлаждении облачка, вращающиеся вокруг центра масс «конструкции» будут сжиматься. Это будет происходит по причине потери молекулами своей кинетической энергии орбитального движения. И они будут постепенно падать на центры масс и сливаться. В центре масс будет происходит фазовый переход: молекулы будут объединяться и плотно упаковываться в капельки воды. Это будет сопровождаться с выделением энергии.
Новообразованные капельки будут иметь сфероподобный вид. Это не зря. Это минимизация энергетического состояния капелек, шар (сфера) имеет минимальную поверхностную энергию. Таким образом, общее охлаждение облака привело к объединению молекул и появлению внутри облака множество мелких, сферических капелек воды. Если же охлаждать облачко и дальше, то уже мелкие капельки сами начнут взаимодействовать друг с другом, опять появятся пары, группы, ассоциации, но теперь состоящие уже не из молекул, а из мелких капелек воды. Т.е., повторяется почти то же самое, как с молекулами, но только теперь уже более укрупненными объектами (капельками). Они также будут образовывать вращающиеся вокруг центра масс сложные «конструкции»: двойняшки, тройняшки, группы, ансамбли, скопления. Потом, по мере охлаждения «ихнего мира», капельки будут скатываться в центры масс своих «конструкции», и сливаться в еще более крупные сферические капли, и т.д. Таким образом, чем больше будет охлаждение, и чем ниже будет внутренняя энергия облачка, тем более крупные капли в ней будут образовываться. При дальнейшем охлаждении, рано или поздно, наступит момент, когда капли начнут твердеть и превращаться в твердые тела — в лед (град). Здесь будет происходит еще один фазовый переход: жидкость превращается в твердое тело.
Как видим, в явлении конденсации находятся все ответы на вышепоставленные вопросы. Именно в явлениях конденсации происходит притяжение тел друг к другу и слияние (сгущение, уплотнение) вещества с образованием сфероподобных тел, и это сопровождается с выделением энергии.
Для нас, в этом примере, особый интерес представляет вращение молекул (или, капель) вокруг центра масс и падение в центр масс. Почему? Дело в том, что это уж больно смахивает на ... гравитацию, или на то, что мы называем тяготением на больших масштабах. Да и другие моменты этого явления имеют немалый интерес:
минимизация энергетического состояния и образование сферических тел;
образование различных связанных «конструкции», типа димеров, тримеров, групп, ансамблей, и т.д.
Все это наводит на кое-какие размышления... Просматривается явная схожесть этой «картины», с космической «картиной» нашего окружения. Вглядываясь, в космические дали, с Земли мы наблюдаем точно такую же «картину». Но, там эта «картина» предстает перед нами, как бы, многократно увеличенном, укрупненном виде. Огромные сферические тела (планеты, звезды, квазары), различные гигантские «небесные конструкции» (планетно/звездные системы, туманности, галактики, скопления, и т.д). Невольно приходит на ум одна мысль... Может быть, все что происходит на больших масштабах, точно такая же конденсация, но только более масштабная и с участием больших тел? И схожесть «картин» не простое совпадение, а нечто большее?
Чтобы проверит это, действительно ли это так, давайте увеличим наше дождевое облачко миллионы, миллиарды раз. Вернее, увеличим его, примерно, 10^10 раз. И будем считать, что это облачко — наша Вселенная, а мы живем внутри него.
Тогда рой взаимосвязанных и вращающиеся вокруг центра масс молекулы будут выглядит как протопланетные и протозвездные облака (они для нас будут выглядит просто гигантскими, мы же все увеличили 10^10 раз). В дальнейшем, при остывании, эти облака будут постепенно сжиматься (а, по сути, конденсироваться), и вещество будет падать в центр масс. И в центре масс будет происходит фазовый переход: слияние и упаковка вещества в более крупногабаритные жидкообразные тела (ранние планеты, звезды). Они, естественно, будут иметь шарообразную и сферическую форму. Это результат минимизации энергетического состояния этих объектов. В дальнейшем, они могут остыть и предстать перед нами в виде твердых планет, белых карликов и нейтронных звезд. Могут объединяться (как капли в облачке), в еще более крупномасштабные «конструкции»: планетные системы, группы, ассоциации, галактики, скопления, и т.д.
Таким образом, при соответствующем увеличении масштабов остывающего облака, процессы идущие внутри облачка, очень похожие на то, что мы видим ныне внутри нашей Вселенной. Те же, разномасштабные сферические тела, и те же, различные «конструкции», находящиеся на различной стадии конденсации: двойняшки, тройняшки, группы, ассоциации, туманности, и т.д.
Поэтому, сравнивая, конденсационные процессы в облачке и во Вселенной, с долей уверенности, можно сказать, что это не простое совпадение, и не простая схожесть «картин», а наша Вселенная на нынешнем этапе, точно такое же остывающее облачко, но миллиарды раз увеличенном масштабе.
Похоже что, тут «работает» принцип относительности масштабов. Эти процессы конденсации происходят на различных масштабных уровнях относительно нас, и поэтому они нами воспринимаются по-разному, хотя эти одни и те же процессы, и работают одни и те же механизмы (вспомните, пример с остывающим шариком и Землей).
Таким образом, образование капелек воды в облачке, почти ничем не отличается от образования крупномасштабных тел (планет, звезд, квазаров) во Вселенной.
Разница только в небольших «мелочах»:
а), в составе вещества.
Наличие множества химических элементов (и веществ) во Вселенной с различными свойствами, и с различной температурой конденсации, многое усложняет. Это приводит к тому, что при одинаковых физических условиях в нынешней Вселенной (давление, температура), они находятся в различных агрегатных состояниях. Одни вещества уже сконденсировались, и продолжают конденсироваться, образуя гигантских жидких и твердых тел сфероподобной формы, а другие элементы и вещества еще находятся в газообразной фазе (например, гелий и водород). Как раз все это разнообразие агрегатного состояния вещества мы наблюдаем в виде различных космических объектов: планет, звезд, галактик, туманностей, и т.д.
б), в размерах и времени формирования.
Эти процессы происходят на различных пространственно — временных масштабных уровнях. Молекулы могут сконденсироваться в капельки за считанные секунды, минуты, а планеты, звезды, квазары формируются в течение тысячи, миллионы, миллиарды лет. Это объясняется довольно просто. То, что происходит на молекулярном уровне мы не замечаем (не видим), они для нас слишком малы, и там процессы конденсации происходят очень быстро. Мы даже не успеваем моргнут глазом.
А в больших масштабах, наоборот, из-за гигантской масштабности, те же процессы конденсации происходят очень медленно, и сильно растянуты во времени (для нас). Поэтому, мы как бы, их (опять!) не замечаем. Мы видим только отдельные «застывшие кадры» хода конденсации, в виде различных небесных объектов: протооблако — различные состояния протооблака (ход конденсации) — сферическое тело.
При таком подходе, становится очевидным, то, что мы до сих пор приписывали неким гравитационным силам, что они как будто бы «собирают» и окучивают вещество, и приводят к образованию небесных объектов, в другом, более широком (термодинамическом) подходе, оказывается, что это, ни что иное, как процесс конденсации. Именно в процессе конденсации происходит смена агрегатного состояния вещества, выделяется энергия, и образуются более плотные тела. Это еще раз доказывает, что в природе нет особых гравитационных сил, а есть просто явление конденсации вещества.
Таким образом, при взгляде на это проблему более шире, становится понятным, то, что мы называем гравитацией (mg), является только частью, «кусочком», более объемного процесса — процесса конденсации, и фазового перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое. Только эти процессы происходят столь масштабно и в гигантских пространственных масштабах, и с участием больших тел (большими «кусками» вещества), что мы не можем охватить весь процесс целиком: ни в пространстве, ни во времени. Мы для этого слишком ничтожны (как микроб рядом с пятиэтажным домом, или, даже с небоскребом). Поэтому весь процесс конденсации мы не видим и не воспринимаем. Мы видим только некие маленькие локальные «кусочки» этого явления, типа падения предметов или объектов на Землю (таким образом, в центре масс происходит сбор и сгущение вещества). А также, какие-то замысловатые, и круговые движения различных членов большой «конструкции», типа вращение Луны вокруг Земли, или, вращение планет вокруг Солнца, и т.д. И все это принимаем «за чистую монету», и считаем что это, нечто особенное (гравитация). Тогда как, это всего лишь, небольшая видимая часть другого более масштабного явления — конденсации.
Тут уместно привести суть одной известной восточной притчы. Когда слепые путники ощупав ногу слона, воспринимают его как нечто особенное и самостоятельное. Один говорит, что это столб, другой говорит, что это дерево, третий говорит, что это..., и т.д. Они не видят всего слона, и не понимают, что это всего лишь небольшая часть слона.
В данном случае, с гравитацией точно так же. Эффект гравитации (гравитация), это всего лишь часть слона , а сам слон это — конденсация.
Одним словом, получается, что тела образуются, вещество сгущается, не благодаря гравитации, а благодаря конденсации. Конденсация, оказывается, более объемным, и более многокомпонентным явлением, охватывающая в себя, и гравитацию, и электромагнетизм. Она осуществляется с их помощью, и, все здесь подчинено «главной цели» вещества — минимизации энергетического состояния. Что приводит, в конечном итоге, к образованию сферических тел. Основную «работу» здесь выполняют электромагнитные силы. А гравитация (тяжесть mg, падение в центр масс) играет лишь второстепенную роль, и представляет собой только небольшую часть конденсационного процесса.
Сам процесс конденсации в общем виде можно выразить следующей формулой:
Еобщ = Екин + Епот + Еизл/погл
где,
Еобщ — общая энергия системы
Екин — кинетическая энергия
Епот — потенциальная энергия
Еизл/погл — энергия излучения и поглощения.
Энергия излучения будет иметь отрицательный знак (-Еизл/погл), так как энергия, в этом случае, будет уходит из системы. А при поглощении энергии, наоборот, знак будет положительным (+Еизл/погл), и общая энергия системы будет возрастать. Когда нет излучения/поглощения, общая энергия системы не будет меняться, и формула примет вид как в механике,
Еобщ = Екин + Епот/
А когда есть излучение, естественно, общая энергия системы ( Еобщ) не останется постоянной, она будет уменьшаться, и вещество, рано или поздно, будет претерпевать фазовый переход (газ, жидкость, твердое тело).
Конденсация на больших масштабах. Вооружившись, новым подходом, рассмотрим образование звезд с точки зрения конденсационного подхода.
По общепринятому мнению, звезды образуются путем сгущения диффузного вещества. При этом центральное место отводится гравитационным силам, они окучивают вещество. Такой подход сталкивается с некоторыми трудностями. Особенно в начальной фазе сгущения. Что подталкивает вещество к сгущению? Случайные флуктуации в плотности, или, что-то другое? Ведь, в какой-либо точке равномерно распределенного вещества, просто так гравитация не возникнет. Остается уповать на случайные флуктуации. Либо, на какие-то критические значения массы вещества (или, плотности). Что, вообщем-то, так и делается. Часто начало сгущения описывается примерно так: «если в какой-либо области облака, масса превысит некоторое значение, то под действием чисто гравитационных сил..., ...произойдет самогравитация, ...падение частичек вещества друг на друга». И т.д. , и т.п.
Мы же рассматриваем сгущение вещества как конденсация, а не гравитационное сгущение. Никому же в голову не приходит, скажем, конденсацию паров воды называть гравитационным сгущением. Здесь, то же самое. И нет никакой разницы, конденсируются ли молекулы воды в капельки, или же протопланетные облака — в планеты, протозвездные облака — в звезды, а галактики — в квазары. Разве что масштабы разные, да процессы масштабные. Но, суть, механизм, один и тот же. Тогда, при таком, конденсационном подходе, не возникают проблемы с первоначальным сгущением диффузного облака. Не случайные флуктуации, и не критические массы облака служат началом сгущения, как принято считать. И не эффекты гравитации здесь играют главную роль.
Здесь главную роль играют закономерности более фундаментального порядка: минимизация энергетического состояния.
К сгущению диффузного вещества подталкивает низкая температура в конкретных областях, что является тем «спусковым крючком», который запускает механизм конденсации. Вследствие потери кинетической энергии движения молекулы и атомы при сближении не могут разлететься и начинают впадать в взаимосвязанное состояние. Между ними сначала возникает слабое электромагнитное взаимодействие. Но этого вполне достаточно, чтобы у них появился общий центр масс (центр механического равновесия). Тогда они начинают вращаться и падать в центр масс. Как видим, что мы называем гравитацией — это вторичный эффект, это всего лишь падение в центр масс. Не будет между молекулами взаимосвязи (электромагнитное), не будет и центр масс, и падать будет некуда. Таким образом, с появлением взаимосвязи и центра масс, возникает вращающейся единая система. Такое размазанное, дисковое состояние этой системы неустойчивое, нечто похожее на возбужденного атома. Слишком большой оказывается потенциальная энергия такой системы. Тогда процессы самопроизвольно пойдут в сторону уменьшения энергетического состояния системы. Этому соответствует, когда система сожмется в центре масс и примет форму шара. Как известно, из всех геометрических фигур при данном объеме, сфера имеет минимальную поверхностную энергию. Поэтому в природе большинство тел самопроизвольно принимают сферическую форму.
В данном случае, тоже все подчинено достижения такого состояния. Участвуют там все: и гравитация (падение в центр масс), и электромагнитные силы. Направление действия у них совпадают. Они оба сжимают облако. Если центр равновесия (центр масс) указывает куда «все это собрать», то поверхностная энергия (межмолекулярные силы) этот объект сожмут в шар.
По мере сжатия растет плотность, повышается температура, и это приводит к еще большему излучению, и большему потерю внутренней энергии облака.
Постепенно протозвездное облако конденсируется, сжимается в центре масс, и когда температура, давление, плотность в центре объекта достигнет некоей критической величины, «включаются» ядерные реакторы. Объект превращается в звезду. Надо сказать, что звезды не газовые шары, как принято считать, а более ближе к жидкому агрегатному состоянию вещества. (Поверхность Солнца, его гранулы, больше напоминают кипящую поверхность жидкости, чем газ). Благодаря реакторам звезды могут «гореть» миллионы и миллиарды лет. А дальше, когда потухнет внутренний реактор, они остывают и переходят в твердокристаллическую фазу (белые карлики, нейтронные звезды).
По такой же схеме происходит образование всех сферических небесных объектов: планет, звезд, квазаров (от галактик), К-тел (возможны, от скопления галактик), и т.д. Только у планет в центре не создаются условия для «включения» ядерных реакторов, поэтому они без внутреннего «обогревателя» быстрее остывают и быстрее превращаются в твердые тела.
Таким образом, любой конденсационный процесс начинается с диффузного облака (пара, газа, туманности), и завершается с образованием неких плотных сферических тел. Будь это конденсации в дождевом облачке (капли, град), или, будь это образование планет из протопланетного облака, и звезд — из протозвездного облака, или же, квазаров из галактик. Везде закономерности одинаковы.
Знание такой закономерности, позволяет рассматривать, наблюдаемые нами, вращающиеся вокруг центра масс, более сложные «небесные конструкции» (двойняшки, тройняшки, группы, планетно/звездные системы, галактики, скопления), как конденсирующиеся системы, находящиеся на определенной стадии конденсации. Конденсация идет тут с укрупненными «кусками» вещества: планетами, звездами, группами, и даже галактиками.
Поэтому, несмотря, на кажущейся «вечность» этих образований, они таковыми не являются. И со временем подвергаются кардинальным изменениям. Но эти изменения происходят чрезвычайно медленно и растянуты во времени на тысячи, миллионы, и миллиарды лет. По этой причине, в течении нашей жизни, мы этих изменений не замечаем, и они нам кажутся статичными объектами. Мы здесь видим только некие отдельные «застывшие кадры» конденсационного процесса, в виде различных небесных объектов (туманности, плането/звездные системы, галактики, скопления, и т.д.). Это примерно, то же самое, скажем, вам «крутили» бы фильм не со скоростью 24 кадра в секунду, а скажем, 1 кадр в 1000 лет. Тогда вы (и не только вы) увидели бы только одни застывшие кадры. Вот там происходит, примерно, такое же.
Мы просто все эти «кадры» воспринимаем по отдельности, и считаем все это как нечто особенное. А в действительности это не так. Это изменяющиеся и конденсирующиеся системы. Все вещество, составляющие этих систем, медленно будут дрейфовать в сторону центра масс, и рано или поздно, через миллионы/миллиарды лет упадут туда. И, таким образом, процесс конденсации завершится с образованием там неких сферических тел (звезд, квазаров, К-тел). Это неизбежно. Это, по большому счету, связано с минимизацией энергетического состояния всей системы. Тут действует один из фундаментальных закономерностей нашего мира: минимизация энергетического состояния.
Рассмотрим это на примере нашей Солнечной системы. Сегодняшняя Солнечная система — это единая, взаимосвязанная, находящаяся на определенной стадии конденсации, система. Вращение тел вокруг Солнца, медленный дрейф в сторону Солнца, обозначают (и означают) ход процесса конденсации. Здесь конденсация идет с большими «кусками» вещества (астероиды, планеты, пыль, и т.д.), но тем не менее, для природы это самая обычная конденсация. Как, например, конденсация и сгущение ансамбля молекул и атомов с образованием неких жидких и твердых тел. Здесь то же самое, и никакой разницы нет. Это только нам кажется, что это как-то странно и непривычно. Но, это всего лишь наши субъективные мнения, и не более того. Тут «работает» принцип относительности масштабов: они маленькие (атомы, молекулы) — мы большие, они большие (планеты, звезды) — мы маленькие. Только и всего.
Так, вот, если посмотреть на сегодняшнюю Солнечную систему, как бы сбоку, она выглядит как сплющенный диск. Это энергетически не выгодное состояние конденсирующиеся системы, нечто похожее на возбужденного атома. Тогда процессы самопроизвольно пойдут в сторону уменьшения энергетического состояния системы. Наиболее энергетически выгодным состоянием в данном случае будет — шар, сфера. Поэтому, в дальнейшем, планеты и все небесные тела, входящие в Солнечную систему, будут медленно дрейфовать к Солнцу, пока не все «соберутся» там.... Это приведет в будущем к увеличению массы нашего Солнца. Таким образом, в центре масс происходит сбор (и сгущение) вещества, и образование новых, более масштабных тел.
Этот процесс, чрезвычайно медленный, занимающие миллионы, миллиарды лет. Не исключены временные колебания планетных орбит, выражающиеся, то приближением (уменьшением радиуса), то отдалением (увеличением радиуса), как от Солнца, так и между собой. Это явление очень похоже на «дыхание» спиральных маятников наручных часов, которые, периодически то расширяются, то сжимаются. Только тут это происходит в гигантских космических масштабах. Не исключено, что нынешний «отход» Луны от Земли пр. 2,5-3 см. в год, скорее всего, представляет собой долгопериодические колебания такого характера. Скорее всего, такого рода явление существует и в Солнечной системе в целом...
Эволюция (конденсация), на более больших масштабах, происходит, примерно, по той же схеме. В галактиках звезды, постепенно будут дрейфовать в сторону центра масс. Это происходит по спиральной траектории, и это мы наблюдаем в виде спиральных галактик. Вначале (особенно, в ранних спиральных -Sc), в центре галактики массивного тела может и не быть, оно может появиться гораздо позже, когда вещество начнет накапливаться в этой зоне. Вещество, из-за трения, изменения интенсивности эл.магнитных полей, и т.д., постепенно теряет угловой момент и по спирали падает на центр масс. Поэтому со временем центральная часть галактики увеличивается в размере, и весь этот ход конденсационного процесса, мы наблюдаем (правда, в виде «отдельных кадров») как различные типы галактик: Sc-Sb-Sa-S0-E- ... Когда все вещество бывшей галактики упадет в центр масс, то там образуется некое плотное и сферическое тело — квазар (QSO). Таким образом, и здесь происходит сбор вещества в центре масс, и минимизация энергетического состояния.
Скорее всего, так же происходит и в скоплениях галактик. Там уже сами галактики (одновременно, видоизменяясь, и эволюционируя) постепенно будут дрейфовать к центру скопления, и пока не упадут туда... И там тоже конденсация должна завершится неким грандиозным сферическим телом (сначала cD-галактики, потом, К-тела).
Как и всякие процессы конденсации, эти процессы необратимы. В каждой из них «стрелы времени» направлены в сторону минимизации энергетического состояния системы (на выравнивание энергетических параметров с окружающей их средой), что приводит, в конечном счете, к потере внутренней энергии, сжатию, падению вещества в центр масс, уплотнению, фазовому переходу, и образованию сфероподобных тел. Такое происходит по всему объему нынешней Вселенной, в каждой ее точке, в каждой ее локализованной области (как дождевые капли в облачке), и невероятно гигантских масштабах.
Все это вещи мы непосредственно наблюдаем в виде различных небесных объектов: планет, звезд, галактик, туманностей, и тд, которые окружают нас со всех сторон, и мы живем среди них. Вся эта грандиозная «картинка», в конечном счете, является результатом остывания нашей Вселенной.
Метаконденсация. Все это происходит на нынешнем этапе, где таким путем образуются небесные объекты. Само собой разумеется, что это не всегда было так. Сегодняшнее состояние Вселенной является только определенным этапом в ее развитии, и прежде чем наступили эти процессы, которых мы наблюдаем, что-то должно было предшествовать этому.
Так вот, оказывается, что, если брать с самого «начала» Вселенной, и до наших дней, то происходит метаконденсация вещества. Метаконденсация — это более расширенная конденсация, которая охватывает целый каскад фазовых переходов первого рода (ФППР — газ, жидкость, твердое тело), которые происходят внутри Вселенной по мере ее остывания. По сути, получается, что сама эволюция Вселенной представляет собой, ни что иное как метаконденсационный процесс. Результатом которого, в конечном итоге, является иерархическое строение нашей Вселенной (микрочастицы, атомы, молекулы, планеты/звезды, и т.д.).
Кратко это выглядит следующим образом.
По общепринятому мнению наша Вселенная является следствием Большого Взрыва. Последовавшееся за этим расширение привело к быстрому раздуванию, превращая ее в огромное мегаоблако. Вначале температура мегаоблака (Вселенной) была очень высокой, порядка 10^32 — 10^30 К. Затем оно быстро стало остывать, и соответственно, температура и давление внутри стали спадать. Все это дало начала процессам конденсации, и спустя некоторое время, через несколько ступеней конденсации (о которых нам пока ничего неизвестно), на очередной «ступеньке» сконденсировались известные нам микрочастицы — электроны, протоны, нейтроны. Температура облака к этому времени была в районе 10^12 — 10^10 К. Затем, по мере охлаждения, микрочастицы «сгустились» в ядра, потом в — атомы. Дальше, атомы объединились в молекулы. Молекулы в свою очередь — в объекты нашего масштаба, а также — в планеты и звезды. В дальнейшем, «сгущение» планет и звезд образуют различные ассоциации: группы, скопления, галактики. А дальше – скопления галактик, и сверхскопления...
Таким образом, по мере остывания Вселенной в таком широком диапазоне температур, от 10^32 К вначале, и до сегодняшнего уровня (3 К), вещество проходит множество ступеней конденсаций (возможно, десятки). Как и во всякой конденсации, по мере падения внутренней энергии Вселенной происходит сгущение вещества и «сборка» все более масштабных объектов (микрочастицы — атомы — молекулы — планеты/звезды — квазары, и т.д.). Это реализуется через расширенную конденсацию — метаконденсацию. Где, после достижения веществом конденсированного состояния (газ, жидкость, тв. тело — ФППР) на одном масштабном уровне, процессы не останавливаются, так как внутренняя энергия Вселенной продолжает падать, поэтому дальше уже начинается взаимодействие «продуктов» конденсации («обособленных шариков») этого масштабного уровня между собой, что приводит к их сгущению, и опять происходит фазовый переход первого рода (ФППР), что приводит к образованию более масштабного объекта, и таким образом, создается следующий масштабный уровень. Дальше опять, после достижения «твердого» состояния на этом масштабном уровне, процессы не останавливаются, по мере остывания Вселенной идут дальше, и эта процедура (ФППР) повторяется снова... Таким образом, череда последовавшиеся друг за другом ФППР «создают» масштабные уровни организации вещества. «Наш», надмолекулярный ФППР, является здесь лишь небольшим «кусочком» в этой череде фазовых переходов.
Схематично это можно выразить так:
(???) — ФППР — (микрочастицы) — ФППР — (атомы) — ФППР — (молекулы) — ФППР -(надмолекулярные образования, планеты/звезды) — ФППР — (галактики, квазары), и т.д.
Одним словом, по мере охлаждения Вселенной, природа эту процедуру фазового перехода первого рода (ФППР — газ, жидкость, тв. тело), повторяет снова и снова, и использует его как «инструмент» для создания масштабных уровней организации вещества.
Само изменение внутренней энергии Вселенной здесь выступает в роли «паровоза», которое все диктует, все и тащит, и заставляет вещество многократно менять свое состояние, и дает процессам целенаправленный характер. Все это, приближенно, может выглядит как на рисунке (Т — температура, t — время).
Таким образом, получается, что мы живем в некоей постепенно остывающей среде, где по мере ее остывания, путем чередующиеся друг за другом целого каскада фазовых переходов (ФППР), образуются все более и более масштабные объекты. Мы сами на этой масштабной и конденсационной «лестнице» занимаем определенное место: мы находимся между молекулами и планетами, т.е., занимаем надмолекулярный уровень. Пока нам трудно сказать, сколько раз повторялись ФППР, пока «очередь» дошла до нас. Но с уверенностью можно сказать только одно: мы не могли появиться в таком виде раньше, пока не образовались микрочастицы, атомы, различные химические элементы, а затем — молекулы, и различные химические вещества. И пока не наступили подходящие условия во Вселенной для конденсации молекулярных и надмолекулярных образований, а также объектов более большего масштаба — планет и звезд (как субстраты, на чем мы могли бы расположиться). Только после этого, как говорится, наступило наше время, и на сцене появились мы. Ну, а природа на этом не остановилась, она пошла дальше. Мы ныне являемся свидетелями бурного образования различных небесных объектов: звезд, галактик, квазаров, скоплений, и т.д...
Вообщем, если мысленно окинуть эволюцию Вселенной, то получается, что с течением времени происходит, как бы, постепенное смещение области конденсации, на все увеличивающиеся масштабы. В ранней Вселенной это было область микрочастиц, там происходили бурные конденсационные процессы, и «создавались», ядра, атомы, молекулы. Потом области бурных конденсации сместились в надмолекулярную область, где «создавались» сложные химические вещества. Затем области бурной конденсации сместились в макромир, там начались «творение» объектов: звезды, планеты, галактики, квазары, скопления...
Есть ли еще более масштабные объекты во Вселенной, пока мы не знаем. Конденсационные процессы продолжаются, и мы находимся только на определенном этапе развития нашей Вселенной.
Так как на нынешнем этапе Вселенная остывает и доминируют процессы конденсации, то неудивительно, что мы везде, на всех уровнях организации вещества (частицы, атомы, молекулы, планеты, звезды, галактики, и.тд.), наблюдаем «идущих рука об руку», электромагнитных сил и гравитации. С их помощью идет метаконденсация вещества (череда ФП, «лестница» конденсации), и образование масштабных уровней организации вещества. Тут неважно, о каком масштабе идет речь: о микромире ли, где, таким образом, последовательно образуются ядра, атомы, молекулы; или, о макромире, где, таким же образом, происходит образование масштабных тел — планеты, звезды, квазары. Везде это осуществляется их «руками», и, подчинено «главной цели вещества» — минимизации энергетического состояния. К этому вещество подталкивает постепенное остывание Вселенной. Поэтому, можем сказать, что сгущение вещества в обособленные объекты, и формирование масштабных уровней организации вещества, являются следствиями метаконденсационных процессов, которые явно доминируют в остывающей Вселенной.
Здесь, нетрудно понять, что при обратном процессе, при нагревании (или, при повышении внутренней энергии Вселенной) будут происходит процессы, обратные процессам метаконденсации, процессы мегаиспарения, т.е., процессы последовательного испарения и последовательного разложения объектов. Результатом которого будет последовательное исчезновение масштабных уровней организации вещества. Например, по мере повышения внутренней энергии Вселенной, будут исчезать межгалактические связи, вследствие чего, перестанут существовать скопления галактик. Потом исчезнут межзвездно/планетные связи, что приведет к исчезновению галактик, ассоциации звезд, групп. Потом начнут исчезать межмолекулярные, а затем и межатомные связи, и, т.д. Т.е, объекты постепенно и последовательно будут разлагаться на их составляющие. Таким образом, при таких условиях будут доминировать процессы разложения, и силы отталкивания явно будут доминировать над притяжением объектов друг другу.
При таком подходе становится ясным, что притяжение и отталкивание существует между любыми объектами природы. И это вовсе не зависит от масштабов объектов: в микромире ли это происходит (микрочастицы, атомы, молекулы), или, в макромире (планеты, звезды, галактики/квазары)... Нет никакой разницы. Все зависит от условий. При охлаждении, при остывании доминируют процессы конденсации, а значит, притяжение. Тогда будет происходит сгущение вещества и «сборка» объектов (атомы, молекулы, планеты, звезды, галактики/квазары, и т.д.). При нагревании, наоборот, будет доминировать процессы разложения и испарения, а значит, отталкивание. Тогда будет происходит последовательное разрушение объектов на их составляющие (скопления — галактики — звезды/планеты -.молекулы — атомы, и т.д.).
Так как мы ныне живем при остывающей Вселенной, то естественно, доминируют процессы конденсации, а значит притяжение объектов друг другу, и сгущение вещества. Вот эти (и другие) наблюдаемые факты стали физической основой для сформулирования закона Всемирного тяготения. Закон Всемирного тяготения актуален только для остывающей Вселенной, где доминируют процессы конденсации. А для нагревающейся Вселенной будет характерен закон Всемирного отталкивания. Там уж не приходится говорит о каком-либо тяготении. Все будет разлетаться и испаряться (антигравитация). Поэтому законы тяготения и законы отталкивания совершенно равноправны, и все зависит от условий. В зависимости от этого будет «верховодить» во Вселенной то одно, то другое....
Таким образом, теперь можем сделать окончательный вывод, что с точки зрения конденсационного подхода, в природе нет никаких особых гравитационных сил, и небесные тела образуются не путем гравитационного сгущения (как обычно считают), а путем самой что ни на есть простой конденсации.
Одним словом, на образование природных объектов, на данном этапе, мы должны смотреть как на «продуктов» конденсации, а не на как результат «работы» мифических гравитационных сил. Таких «особых, самостоятельных, универсальных, всеобъемлющих сил» в природе нет. Это большое заблуждение.
Copyright © Anaksagor Kanz, 20 мая 2002 г. г.Уфа
А с чего начинаются диффузионные облака ?