Температуры в сотни миллионов градусов, скопления вещества, в миллиарды миллиардов раз превосходящие массу Солнца, невообразимые плотности, когда в ничтожном объеме помещаются миллиарды топи вещества, колоссальные, ни с чем не сравнимые энергии, диковинные превращения вещества и излучения — все это мы можем встретить в бесконечных просторах Вселенной.
Лаборатория — одно из самых распространенных понятий, связанных с научными исследованиями. Физические, химические, биологические лаборатории — святая святых пауки. Здесь ученые — исследователи — осуществляют разнообразнейшие наблюдения, ставят хитроумные эксперименты, раскрывают законы природы, проникают в тайны мироздания. Но в последнее время наряду с этим научные исследования все чаще и чаще совершаются еще в одной лаборатории, лаборатории, созданной самой природой — лаборатории Вселенной.
Вселенная —— это совокупность бесконечно разнообразных процессов, состояний вещества, превращений материи, источников энергии. В этой лаборатории человек получает возможность исследовать неизвестные явления, изучать объекты, которые нельзя искусственным путем воспроизвести в земных условиях. И хотя проникновение в лабораторию Вселенной, по существу, только начинается, космос уже принес пауке множество ценнейших сведений, которые значительно расширили наши представления о строении материи и, в частности, о различных состояниях вещество,
Еще сравнительно недавно все наши представления о физических явлениях покоились на трех основных состояниях вещества: твердом, жидком и газообразном. Трудно было даже представить себе, что наряду с этими «традиционными» состояниями возможно, какое-либо еще — неизвестное. Однако исследование космических явлений показало, что подобные состояния действительно существуют.
Первым было обнаружено четвертое состояние — плазма. Плазма — это газ, атомы которого потеряли часть своих электронов и превратились в заряженные атомы — ионы. Смесь ионов и электронов и есть плазма.
Как выяснилось, плазма — необычайно распространенное в природе состояние. В состоянии плазмы находится вещество Солнца и звезд, верхних слоев земной атмосферы, радиационных поясов Земли и космических туманностей. Наконец, плазма заполняет межпланетное пространство.
Обнаружив плазму в просторах космоса, человек научился сам создавать подобное состояние и уже нашел ему немало практических применений. Можно упомянуть, например, о плазменных горелках, о плазменной сварке, о магнитогидродинамических генераторах электрического тока (МГД-генераторы). Наконец, плазма будет, видимо, играть главную роль в будущих термоядерных реакторах.
Пятое состояние вещества, нейтронное, было предсказано около тридцати лет назад известным советским физиком Л. Д. Ландау. На основе теоретических расчетов Ландау пришел к выводу, что при очень больших давлениях, способных вдавить электроны внутрь протонов— ядер атомов водорода, может возникнуть еще одно сверхплотное, нейтронное, состояние вещества.
В одной из предыдущих глав мы уже говорили о том, что недавно благодаря успехам рентгеновской астрономии были обнаружены космические объекты (один из них расположен в созвездии Скорпиона), которые многие астрономы склонны считать нейтронными звездами.
Еще одно чрезвычайно интересное состояние материи — так называемое дозвездное или незвездное вещество, гипотеза о существовании которого была высказана В. А. Амбарцумяном, В отличие от плазмы, которую удается получать в земных условиях, дозвездное вещество никто никогда непосредственно не наблюдал. Но теоретические соображения па этот счет основаны на вполне реальных фактах.
В 1945—1946 гг. академиком Лмбарцумяпом и его сотрудниками были открыты особые неустойчивые звездные группы, названные звездными ассоциациями. Наблюдения показали, что звезды в ассоциациях как бы разбегаются во все стороны от некоторого общего центра. Это наводило па мысль, что в прошлом вещество ассоциаций было сосредоточено в сравнительно небольшом объеме. Лмбарцумян высказал смелую мысль о том, что новые звезды рождаются 1! результате распада па части сверхплотного дозвездного тела—протозвезды. Это не простое механическое деление: дозвездное, или незвездное, вещество имеет особые свойства, которыми звезды не обладают. Так, например, отличительной особенностью звезд является непрерывное излучение больших количеств энергии, а дозвездные тела хотя и «начинены» энергией, почему-то ее не излучают… Образно творя, незвездное вещество — это своеобразный аккумулятор, созданный природой. Обладая колоссальными запасами энергии, протозвезды способны длительное время пребывать в устойчивом состоянии.
В последние годы физики обнаружили существование особых ядерных частиц — гиперонов, образующихся при таких взаимодействиях нейтронов с другими ядерными частицами, в результате которых они оказываются как бы впрессованными друг в друга. В обычных условиях гипероны неустойчивы — не успев появиться на свет, они почти сразу же распадаются. Вся их жизнь исчисляется триллионными долями секунды. Однако, как показали В. А. Амбарцумян и Г. С. Саакян, внутри звезд возможны такие состояния материн, при которых гпперонное вещество длительное время будет находиться в устойчивом состоянии. Плотность вещества гпперонных звезд в десятки миллионов раз выше, чем у нейтронных. Солнце, доведенное до такой степени уплотнения, превратилось бы в шарик меньше километра поперечником.
Согласно выводам Амбарцумяна и Саакяна гпнеронные звезды при определенных условиях могут распадаться па отдельные «куски», которые превращаются затем в обычные звезды. В свете этих исследований представляется вполне вероятным, что дозвездная материя и есть не что иное, как гиперонное вещество.
Многочисленные наблюдения галактических скоплении показали, что и в мире галактик также существуют неустойчивые скопления, которые находятся в состоянии быстрого расширения и распада. Не значит ли это, что и галактики рождаются в результате «деления» гигантского сгустка дозвездной материи?
Вели сопоставить эти выводы с полученными за последние годы данными о генерации новых космических тел из вещества галактических ядер, т. е. плотных образований, расположенных в центральной части некоторых галактик, то создается впечатление, что в ядрах галактик должна содержаться дозвездная материя. Подобный вывод подтверждается и таким недавно обнаруженным фактом. С помощью радиоастрономических наблюдений было установлено, что из ядра пашей собственной Галактики выбрасывается водород. Г.го ежегодное истечение составляет приблизительно одну массу Солнца. Это значит, что время существования Галактики из материи, исторгнутой ядром, могли образоваться миллиарды звезд. Но если такое количество вещества помещалось в сравнительно небольшом ядре, то это значит, что оно должно было находиться там, а сверхплотном состоянии.
Можно ожидать, что со временем будут найдены эффективные способы исследования необычных физических процессов, происходящих в ядрах галактик и протозвездах. Это позволит изучить закономерности строения и поведения незвездной материи.
Представление еще об одном состоянии вещества возникло в связи с попыткой объяснить причины чудовищных космических катастроф — вспышек сверхновых звезд. Во время такой вспышки звезда раздувается,
прасывает слою газовую оболочку и в течение несколь н.ч суток выделяет столько же энергии, как несколько миллиардов солнц.
Какие физические процессы способны приводить к иделспию столь грандиозных количеств энергии? Может быть, это хорошо знакомые нам термоядерные реакции, подобные тем, которые протекают в недрах Солнца? По нет, неопровержимые расчеты показывают, что количество энергии, выделяющееся при вспышках сверхновых, никакие термоядерные реакции не смогли бы •обеспечить».
В попытках создать стройную теорию загадочных срывов не было недостатка. Но увы, все они малоубсдительны. Не так давно появилась еще одна гипотеза. Ее выдвинул известный советский физик профессор «[. А. Франк-Камепецкнй. В основе этой гипотезы лежит представление о новом состоянии вещества —«эинплазме».
Что же такое «эгшплазма»? Это название было предложено ученым для смеси частиц и так называемых античастиц». Как известно, частицы и античастицы то «заклятые враги», которые неспособны мирно «уживаться» друг с другом. Стоит только античастицам прийти в соприкосновение с обычными частицами, как про-1СХОДНТ так называемая аннигиляция — и те и другие сейчас же превращаются в электромагнитное излучение.
По может ли в таком случае существовать эпнилаз-1.1 —- устойчивая смесь частиц и античастиц? Как показывают расчеты Франк-Камепецкого, при определенных ’71’ОВИЯХ это возможно.
Подсчитано, что при аннигиляции частицы и античастицы выделяется огромное количество энергии. Но точно такое же количество необходимо затратить для IX образования. Энергия эта во много раз превосходит енергию термоядерных реакций. Поэтому если для поддержания в устойчивом состоянии обычной водородной плазмы достаточна температура порядка десятков и соси миллионов градусов, то для образования и поддержания в устойчивом состоянии эпиплазмы необходима «онстнне чудовищная температура — в десятки миллиардов градусов.
Но где же в природе могут существовать подобные температуры? По мнению Фрапк-Каменецкого, они как раз и реализуются в недрах некоторых сверхновых звезд.
Теория эволюции звезд говорит о том, что звезда, теряя энергию на излучение, постепенно сжимается, и если первоначальная масса звезды достаточно велика, то подобное сжатие может привести к тому, что в центральном ядре вещество окажется в состоянии весьма высокой плотности. Как показали вычисления, при этом в ядре могут возникать пары частиц и античастиц. В конце концов, вся энергия сжатия уходит па образование эпиплазмы, которая накапливается в ядре в значительном количестве. В таком состоянии эпиплазма может длительное время находиться в равновесии. Но все же тело, содержащее эпиплазму, не может быть достаточно устойчивым. Оно напоминает собой бомбу замедленного действия. Стоит в недрах звезды появиться хотя бы небольшому местному разрежению, как начинается аннигиляция. Возникает «роковой» импульс, который в конечном счете приводит к взрыву всей звезды. Освободившаяся при этом энергия переходит в энергию «жестких», т. е. весьма коротковолновых невидимых электромагнитных излучений и энергию разлета вещества.
Интересно отметить, что этот теоретический вывод профессора Франк-Камепецкого находит хорошее подтверждение в астрономических наблюдениях. При вспышках сверхновых некоторых типов действительно отмечается весьма большая энергия разлета вещества и весьма незначительное испускание видимого света.
Расчеты показывают, что вещество, выброшенное в момент- вспышки сверхновой, должно содержать значительное количество эпиплазмы. Известно, что после вспышки разлетевшаяся оболочка звезды быстро расширяется. Видимо, этому расширению как раз и способствует выброшенная в момент взрыва эпиплазма, в которой продолжается процесс медленной аннигиляции с выделением энергии. Действительно, в последнее время в непосредственной близости от тех мест, где происходили вспышки сверхновых, были обнаружены источники жесткого ультрафиолетового излучения.
Для более детальной проверки гипотезы Фрапк-Ка-менецкого потребуется разработать специальную методику регистрации жестких электромагнитных излучений и с ее помощью выяснить наличие подобных излучений при вспышках сверхновых.
Имеет ли изучение новых физических состояний вещества во Вселенной какое-либо практическое значение?
Имеет, и немаловажное. Дело не только в том, что оно вооружает нас новыми знаниями о строении материи и космических процессах. Одной из самых важных задач, которая стоит перед человечеством, является овладение новыми источниками энергии. Ведь обычные энергетические ресурсы нашей планеты ограничены, а развитие общества и прогресс техники требуют все больших энергетических затрат. И речь идет не только о том, чтобы шире использовать такие источники, как энергия ветра, Солнца, приливов и внутреннее тепло Земли, но и об изучении некоторых космических процессов, которые затем человек мог повторить в искусственных условиях и направить выделяющуюся энергию на полезные цели.
Вот с этой-то точки зрения и представляют огромный интерес новые состояния вещества. Ведь выделение энергии как раз и происходит в тех случаях, когда вещество переходит из одного состояния в другое или превращается в другие формы материи.
Значит, новые состояния вещества — это новые источники энергии.
К виликому сожелению,наука до такой степени запуталась во Вселенной,что звёзды скомпанованые из элементов Урана,представляются какими то сверх сдавленными объектами.
На самом деле это не так.Кто будет сдавливать,если Звезда
это заряд, а вокруг заряда магнитное поле.Вот и вся сила.
Звёзда скомпанованы из элементов Урана и элементов веществ
полученых от распада Урана.Вокруг звезды нарабатывается маг.
поле,которое собирает вокруг Звезды энергетические орбиты.
Вспомните физику.Лист бумаги.Через него пропущен проводник.
На листе насыпаны опилки. Магнитное поле собрало опилки вокруг проводника в окружности.То же самое и со Звездой и
вокруг неё.Какое тут может быть давление.
При этом.Давление, покрайней мере в нашей Галактике, равномерно распределено по всему галактическому полю. Избыток,если такой появляется от распада элементов веществ,
то этот избыток вбрасывается на планеты находящихся на биологических орбитах, в виде элементов водорода и кислорода.
В атмосфере водород с кислородом соединяется в воду и сбасывается на поверхность планеты в виде дождя.Так регулируется давление в Галактиках.Повидимому так же и во Вселенной.ВО Вселенной нет надобности сжимать Звёзды до колосальных значений.Наоборот,Для распада нужна СВОБОДА,
Теория эволюции Звёзд.Я об этом писал.Напомним для этой статьи.В центре Галактики (так называемея Чёрная Дыра) происходит слияние водородых масс в элементы самого высокого
атомного веса до массы,когда одноимённые заряды набирают такую силу,что водородное давление пересиливается.Происходит
выброс урановой массы на самую крайную орбиту, где начинается распад с образованием энергитических орбит.Орбиты
компануются из элементов, начиная от Урана,самый последная энергитическая орбита, до самой первой от Звезды, водородной орбиты. Итак до полного распада. и опять повторение.При этом.Все тела во Вселенной имеют ОДНОИМЁННЫЕ ЗАРЯДЫ.ВСЯ ВСЕЛЕННАЯ ОДНОИМЁННО ЗАРЯЖЕНА,В том числк и планеты.