Круговорот материи во вселенной

Данным рассмотрением высказывается тезис о невозможности наступления состояния сингулярности при достижении массой сверхтяжёлого объекта критического значения, также как и достижение вещественным объектом скорости света, что именно эта невозможность является причиной круговорота вещества во вселенной.

Естественные причины появления материи в пространстве остаются не только невыясненными, но и ювенально^[1] неприкосновенными. Эмпирическая гипотеза^[2] А.А.Фридмана, экстраполирующая некоторые необъяснённые явления природы, известная под названием «теория Большого взрыва» не основана на физической теории^[3], поскольку в основных положениях не соответствует системе научных представлений о функционировании материи и обо всех её возможных состояниях. Поэтому, несмотря на всю её «модность», оставим этот вопрос за рамками нашего рассмотрения, коснувшись только фактов существования материи в известных формах и вполне надёжных представлений о закономерностях перераспределения материи в космическом пространстве под действием фундаментальных взаимодействий. Тем более, что не зафиксировано ни одного факта нарушения закономерностей, установленных классической физикой, составными частями которой следует считать давно подтвердившие свою адекватность практике теории относительности и квантовые представления.

Перераспределение материи в космическом пространстве осуществляется под дейс­т­вием гравитационных взаимодействий, стягивающих материю в зоны наибольшего тяготения. Часть материи, попадающая в центральную область такой зоны, стягивается силами гравитации в образование, характер которого зависит только от количества «захваченной» материи.

Считается, что если масса стягиваемого вещества не достигает трёх масс Солнца, то такое образование эволюционирует в обычную звезду, если же масса этого вещества превосходит 3 – 4 массы Солнца, то такое образование якобы может эволюци­онировать в, так называемую, «Чёрную дыру», которая, по устоявшемуся мнению, «не выпускает» материю из зоны своего воздействия.

Современная физика пока не имеет теории, адекватно описывающей поведение материи в зонах сингулярности[4], и, кстати, не даёт ответа на вопрос о возможности реализации состояния  сингулярности, однако практической астрономией выявлено множе­ство массивных объектов, считающихся «Чёрными дырами»,из полярных зон которых испускаются релятивистские потоки вещества, свидетельствующие о выходе материи далеко за их пределы.

Факт существования  таких объектов позволяет прийти к заключению о, мягко говоря, трудностях гипотезы «Чёрных дыр» и сделать предположение о том, что, как это соответствует классической физике, такой феномен как «Чёрная дыра» образоваться не может (также, как вещество не может быть разогнано до скорости света), во всяком случае, из обычного вещества.

Дело в том, что при поступлении нового вещества к тяжёлому объекту – кандидату в «Чёрные дыры» –  оно разгоняется в свободном падении до таких скоростей, что энергия его атомов сравнивается с высотой потенциальных барьеров, удерживающих их в квазинейтральном состоянии. Сильное магнитное поле этого объекта, действуя на разноимённые заряды ядра и электронных оболочек в противоположных направлениях, отделяют их друг от друга, разрывая атом.

С этого момента движение вещества в направлении силы, действующей на его тяготеющие компоненты, прекращается: на движущиеся в магнитном поле электрические заряды действует сила, перпендикулярнаянаправлениям, и магнитного поля, и силы, действующей на его тяготеющую массу. Под её действием заряд начинает движение в плоскости перпендикулярной направлению действующей силы ровно на том же расстоянии от центра, на котором произошёл первый акт ионизации, препятствующий гравитационному сжатию объекта.

Заряженные частицы, принося с собой порции энергии, сталкиваются между собой, т.к. их движение не может быть полностью упорядочено магнитным полем объекта. Они имеют широкий спектр параметров от прибывающего вещества, а порождённые их движением электрические токи, локально искажают магнитное поле объекта. Это вызывает изменение распределения вероятности направлений столкновения ионов в зависимости от величины внешнего магнитного поля. Если в спокойной плазме столкновения по всем направлениям равновероятны, то в замагниченной плазме образуются круговые токи, снижающие частоту столкновений в потоке, но увеличивающие её между соседними круговыми потоками ионов. При этом многократно вырастает вероятность столкновений на встречных направлениях движения, порождая фотоны с более высокой энергией.

Такие фотоны, в основной массе, не теряются. В связи с высокой плотностью вещества, выход излучения от столкновения во внешнее пространство оказывается перекрыт слоями ионизированного вещества, поэтому его основная часть поглощается ими, оставаясь в объекте. Увеличение энергии поглотивших его частиц, определяет монотонное повышение средней температуры плазмы.

Распределяясь по скоростям в магнитном поле вращающегося объекта, заряженные частицы образуют множество локальных вихрей, искажающих основное магнитное поле, осуществляющих постоянный подогрев плазмы и позволяющих части ионов, дрейфующих в искажённом магнитном поле, попадание в более глубокие слои тяжёлого объекта и выделение дополнительной энергии, также идущей на разогрев плазмы.

В этих процессах растёт скорость ионов, поглощающих всё более энергетичные фотоны, порождённые столкновениями частиц на встречных направлениях, достигая релятивистских  значений. Появление циклотронного излучения создаёт плато в росте максимальных значений энергии частиц, резко увеличивая количество высокоэнергетичных частиц.

Этот процесс позволяет подняться средней температуре соответствующих слоёв объекта до очень высоких значений. Увеличение средней скорости ионов ведёт к увеличению размера порождаемых ими вихрей за счёт уменьшения актов тормозной релаксации наиболее энергетичных частиц, что приводит к укрупнению вихрей посредством вовлечения в их состав разогреваемых ионов из составов смежных мелких вихрей.

В некоторый момент разрастающиеся вихри сливаются в единый вихрь, охватывающий всю поверхность тяжёлого объекта, превращая его в гигантскую «магнитную бутылку», в которой заряженные частицы, совершая круговое движение вокруг тяжёлого объекта, дрейфуют от одного магнитного полюса к другому. Излучение, порождённое столкновением ионов и мощное циклотронное излучение, особенно энергетичное из зон наибольшего «сгущения» магнитного поля в районе полюсов продолжают разогревать намагниченную плазму.

Функцию «пробки» в «горлышке магнитной бутылки» выполняет сила тяготения тяжёлого объекта, которая зависит от его успевшей накопиться массы и ограничена ею. С другой стороны, инерция частиц, разогнанных поглощённым ею излучением, предела не имеет, т.к. приближение её скорости к скорости света может превысить любые значения действующей на неё силы.

При достижении таких скоростей дрейфа заряженные частицы, приближаясь к магнитным полюсам (тем местам, где направление частиц, дрейфующих в общеобъектной «магнитной бутылке» совпадает с направлением магнитного поля объекта) и выскальзывают из полярных зон узкими пучками сверхгорячей плазмы, параллельно направлению магнитного поля через образовавшиеся таким образом коллиматоры[5], преодолевая силу гравитации и унося с собой часть массы данного объекта далеко за его пределы, соответственно уменьшая тяготеющую массу звезды и препятствуя её переходу в состояние сингулярности.

В соответствие законам сохранения, материальные объекты не возникают и не исчезают – они образуются (преобразуются) из других (в другие) материальных объектов. Так и тяжёлые объекты по указанным выше причинам не могут перейти границу сингулярности и перейти в состояние «чёрных дыр»: вся излишняя материя, прибывающая к ним извне, выбрасывается далеко за их пределы посредством вышеуказанных взаимодействий, способных превысить гравитационные силы любой величины.

Рис. 1 выполнен на основании данных, полученных 
телескопом Хаббла на орбите Земли.

Массив­ный объект, из полярных зон которого
вырываются потоки высокоэнергетичной плазмы

Например:

http://ru.wikipedia.org/wiki/Релятивистская_струя
или

http://www.flyopenair.ru/tag/релятивистские-струи/

и многие другие

Итак мы видим, что природа избегает состояния сингулярности: чем большая масса вещества прибывает к тяжёлому объекту – тем он массивнее, чем он массивнее – тем выше скорость истечения потоков вещества во вне, чем выше скорость истечения потоков вещества – тем большая масса вещества выбрасывается из системы. Прибывание массы к тяжёлому объекту увеличивает его размеры действием электромагнитных взаимодействий и компенсируется увеличением выброса его излишков, предупреждая наступление состояния сингулярности.

Кстати, именно в таких природных ускорителях заряженных частиц создаются идеальные условия для синтеза ядер тяжёлых элементов – в столкновениях при дрейфе во встречных потоках,– условия образования которых оставались загадкой для науки. Их образование в актах столкновений на околосветовых скоростях поглощает некоторую часть энергии разгоняемых ядер тяжёлых атомов, замедляя процессы сброса излишнего вещества.

Силы электромагнитных взаимодействий значительно превышают силы гравитационных. Например, электрон-позитронная пара испытывает притяжение силами, вызванными взаимодей­ствием их зарядов F_ee в вакууме, на 42 порядка (в 10⁴² раз) превышающее гравитационное притяжение их масс F_ge (F_ee/F_ge ≈  4,1×10⁴²), а для разнозарядовых нуклонов такое соотношение окажется F_ep/F_gp≈ 1,2×10³⁶ раз.

Столь колоссальная разница в силах этих фундаментальных взаимодействий не может допустить наступления состояния сингулярности, во всяком случае, для обычного вещества ни при каких обстоятельствах. Правда, остаётся вариант наступления сингулярности посредством коллапса нейтронного вещества, но это уже другая, не менее гипотетическая задача, любое решение которой не сможет повлиять на адекватность настоящих представлений.

Исходящие материальные потоки, состоящие в момент выброса из высокоэнергетичных заряженных частиц: протонов, ядер всего спектра атомов и отдельных электронов, тормозятся гравитационными полями, как самого тяжёлого объекта, так и других тяготеющих объектов, и рассеиваются в пространстве в зависимости от состояния испускающего объекта и нахождениятяготеющих объектов на траектории таких выбросов.

Скапливаясь в обширных зонах, их вещество образует космические туманности, которые (под действием сил собственной гравитации) снова сжимаются в плотные объекты, вновь инициируя процесс перераспределения материи или, точнее, – осуществляя круговорот материи во вселенной

Гравитация, передавая им свою энергию, сближает системы атомов на такие расстояния, когда они перестают быть уединёнными – когда внешние заряды электронных оболочек, противодействуют дальнейшему их сближению, уравновешивая силы гравитации и превращая полученную энергию в тепловые движения взаимодействующих частиц.

При накоплении вещества расстояния между атомами уменьшаются – область, занятая веществом, сжимается, поэтому сжатие до момента массовых столкновений частиц происходит с возрастающим ускорением. Под действием гравитационных сил, всё нарастающих за счёт уменьшения расстояния между тяготеющими массами, компоненты системы приобретают высокие скорости, тепловая энергия в единице макрообъёма растёт, оставаясь неизменной в первоначальном мегаобъёме. При этом следует заметить, что энтропия данного мегаобъёма существенно уменьшается.

До момента сжатия количество внутренней энергии в скоплении практически не изменяется. Сжатие увеличивает в нём плотность энергии (количество энергии в единице объёма). Линейные размеры туманностей измеряются десятками и сотнями парсеков[6] (~10¹⁷ – 10¹⁸ м), а энергия распределена по всему её объёму ~ 10⁵¹ – 10⁵⁴ м³ и имеет относительно невысокую плотность на единицу объёма. При сжатии туманности до объёма звезды с линейными размерами в пределах 10⁹ – 10¹⁰ м, а её объём (10²⁷ – 10³⁰ м³), то объём содержащегося вещества уменьшится в 10²⁴ раз, соответственно увеличится плотность энергии. Температура скопления (средняя энергия компонентов на единицу объёма) растёт соответственно уменьшению объёма. Гравитационному сжатию всё сильнее противодействуют электромагнитные силы ядер атомов, лишённых электронных оболочек до появления в быстро вращающемся ядре тороидального электрического тока, порождающего сильное магнитное поле, препятствующеегравитационному сжатию. Тогда начинают действовать те же закономерности функционирования, что и в сверхтяжёлом объекте, описанные выше, а гравитационное сжатие почти полностью прекращается.

Энергия гравитации передаётся прибывающему веществу, способствуя его ионизации и разгону до высоких скоростей, образуя плазменные вихри и протуберанцы. В условиях сверхвысоких температур при достаточно высоких уровнях гравитационного сжатия наступают такие события столкно­вений когда некоторые протоны и ядра лёгких атомов, преодолевая сопротивление электромагнитных взаимодействий, сближаются настолько, что оказываются на расстояниях, доступных сильным взаимодействиям. Тогда начинается процесс синтеза лёгких ядер, сопровождаемый выделе­нием энергии, который резко увеличивает температуру сжатого объекта, превратившегося в действующую звезду.

В процессе реакций синтеза лёгких ядер принимают участие все 4 типа фундаментальных взаимодействий, и выделяется так много энергии, что образуются множественные плазменные вихри, через свои протуберанцы[7] сбрасывающие некоторую часть вещества в окружающее пространство, пополняя им протопланетный диск, т.к. далеко не всё выброшенное вещество имеет начальную скорость, превышающую 3-ю космическую и оно, распределяясь по скоростям, остаётся на соответствующих им орбитах.

Вещество выбрасывается магнитогидродинамическими вихрями, образующими протуберанцы. «Горлышки» их «магнитных бутылок» направлены в зенит. Вследствие действия сил инерции быстровращающейся звезды, вещество выбрасывается по касательной, и распределяется по скоростям, испытывая гравитационное воздействие орбитальных объектов, попадает в зону протопланетного диска, создавая предпосылки формирования системы планет.

Формирование планет осуществляется из вещества, оставшегося от аккреционного[8] диска, накопившегося на орбитах в процессе эволюции звёзды, сбрасываемого в актах массового синтеза лёгких ядер на её начальныхстадиях, постоянно сбрасываемого протуберанцами из недр звезды и пр. Так в окрестностях звезды повторяются процессы формирования больших гетерогонических систем из скоплений вещества, основанием соответствиякоторых являются исключительно гравитационные взаимодействия их тяготеющих компонентов, отличающиеся от системы звезды только мощностью множеств первичных компонентов.

Если мощность множеств первичных компонентов недостаточна для достижения порога величины гравитационных сил, за которым возможны реакции синтеза ядер, то эти процессы запус­каться не могут, энергии синтеза не выделяется. Избыток энергии, полученный в процессе гравитационного сжатия таких объектов, рассеивается на первых стадиях их существования. Поэтому формирующиеся объекты, не обладая признаками звезды, оказываются планетами и постепенно остывают, переходя в состояния, существенно отличные от состояний системы звезды. Иные условия порождают иные возможности, определяющие действительность для конкретной системы. Здесь могут открываться принципиально новые возможности образования систем, несовместимые с условиями функционирования ни звёзд, ни открытого космоса.

Итак, оказывается, что в процессе функционирования вещество вовлекается из неких форм существования в открытом космосе в систему сверхтяжёлого объекта, который распыляет его в пространство, сбрасывая в «общий котёл» вселенной, из которого снова формируются звезды. Проходя все стадии своего развития, в том числе и формирование планет, они деградируют, вновь перемещая материю в соответствующий «котёл» вселенной, повторяя циклы перехода распылённой материи в звёздную неограниченное число раз.

Данным рассмотрением высказывается тезис о невозможности наступления состояния сингулярности при достижении массой сверхтяжёлого объекта критического значения, также как и достижение вещественным объектом скорости света, что именно эта невозможность является причиной круговорота вещества во вселенной.

Из рассмотренного вытекает невозможность образования объектов, гипотетически именуемых «Чёрными дырами», во всяком случае, состоящими из обычного вещества, более того, даже в том случае, если такой объект сможет сформироваться из нейтронов, обычное вещество не сможет к нему даже приблизится вследствие его обязательной полной ионизации на значительном расстоянии от сверхтяжёлого объекта, образования аккреационного диска, генерирующего сверхсильные магнитные поля и разгона электрически заряженного вещества до скорости, детерминирующей выход из зоны воздействия гравитации.