Космические лучи. Глобальный астрономический аспект.

Модераторы: morozov, mike@in-russia, Editor

Ответить
jurij
Сообщения: 460
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Космические лучи. Глобальный астрономический аспект.

Номер сообщения:#1   jurij » Пн авг 26, 2019 13:37

Если не ошибаюсь, ни одна из современных космологических моделей не учитывает существование КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ. А напрасно. Их существование делает несостоятельным одно из фундаментальных предположений, на котором строятся эти модели. Речь идет о том, что сейчас по умолчанию подразумевается, что все объекты Вселенной электрически нейтральны, а потому ее структуру определяет лишь гравитационное взаимодействие. Несложно показать, что наличие космических лучей (далее КЛ) делает это представление неверным. Для примера, вычислим величину электрического заряда, которым космические лучи зарядят Землю в течение, скажем года. Согласно современным данным изотропная плотность космических лучей равна 1 см-2с-1 [1]. То есть, в выделенном направлении она будет равна n =1/6 см-2с-1 . Согласно тех же данных КЛ преимущественно состоят из протонов, которые имеют электрически заряд qp = 1,6x10-19 кулон. За год (T = 3,15x107 секунд) эти частицы перенесут на Землю заряд, равный: Q = 4πR2nqpT = 4,32х106 кулон , где R = 6,4х108 см – радиус Земли. Учитывая, что электрическая емкость Земного шара равна C = 7х10-4 фарад, а космическое пространство является идеальным изолятором, получим, что через год поверхность Земли будет иметь потенциал, равный φ = Q/C = RqpnTε0-1 = 6,1х109 вольт. Такой потенциал приведет к тому, что Земля начнет эмитировать в окружающий космос положительно заряженные частицы. Эмиссия будет продолжаться до тех пор, пока потенциал поверхности Земли уменьшится до значения, при котором гравитационное и кулоновское взаимодействие этих частиц с Землей уравновесятся:
φ = ηGM/R. (1)
где η – отношение масса/заряд эмитируемых частиц;
G - гравитационная постоянная.
Наименьшему значению этого потенциала соответствует эмиссия протонов (которых достаточно в верхних слоях атмосферы), поскольку у них наименьшее отношение масса/заряд. При эмиссии протонов значение равновесного потенциала для Земли (M = 5,97х1024 кг, R = 6,4х106 метров), будет равно φ = 0,65 вольта. То есть, Земля, относительно окружающего космоса, практически нейтральное тело, чего нельзя сказать о Солнце и других звездах. Для Солнца (M = 1,98x1030 кг, R= 6,95x108 м), потенциал (1) равен φ = 1,98х103 вольт. Наличие этого потенциала объясняет, почему внутренние области атмосферы Солнца нагреты до нескольких миллионов градусов (солнечная корона). Атмосферу подогревают электроны, которые, под действием этого потенциала, движутся из окружающего космоса к поверхности Солнца.
Представляет интерес, каким будет потенциал (1) таких объектов как «белые карлики», нейтронные звезды и «черные дыры». По современным представлениям [1] «белый карлик» – это звезда, имеющая массу Солнца и радиус, равный 1/100 солнечного. Нейтронная звезда имеет массу Солнца и радиус 10…20 км. Согласно этим параметрам белый карлик имеет потенциал φW = 2х105 вольт, а нейтронная звезда φN = 1,4х108 вольт. «Черная дыра» имеет радиус [1] rc = 2GM/c2, а потому ее потенциал, не зависит от массы и равен φC = ηpc2/2 = 4,5х108 вольт.
Таким образом, наличие КЛ позволяет сделать следующие предварительные выводы.
1. Все объекты Вселенной электрически заряжены, а потому их структуру определяют не только гравитационное, но и кулоновское взаимодействия. Скорее всего, именно не учет этого обстоятельства привел к использованию в современных космологических моделях таких необычных сущностей как темная материя и темная энергия.
2. Вселенная не может быть стационарной системой. Генерация КЛ происходит непрерывно, а потому их кулоновское и динамическое давление будет постоянно нарушать гравитационный баланс Вселенной в сторону увеличения ее размеров.
3. Наличие электрического заряда у звезд и других объектов Вселенной означает, что при их взаимодействии – движении вокруг общего центра тяжести, столкновение друг с другом и др., должно возникать электромагнитное излучение с характерными для этих взаимодействий частотами.

Генерация космических лучей.
В связи с исключительным значением космических лучей во Вселенной вопрос их происхождения становится принципиально важным. Сейчас из всех предлагаемых механизмов генерации КЛ, наиболее конкретным и правдоподобным является механизм их генерации в переменных электрических полях, которые возникают на звездах во время их активности, в частности во время солнечных вспышек [2]. Суть этого механизма в следующем. Во время вспышки происходит разрыва силовых линий магнитного поля, что индуцирует мощные переменные электрические поля, которые ускоряют компоненты солнечной плазмы до энергий от сотен кило до мега электрон-вольт. Соответственно, при взрывах сверхновых эти явления воспроизводятся в грандиозных масштабах с ускорением частиц до энергий от сотен мега электрон-вольт, и выше. Но вся беда в том, что такой (как впрочем, и другие предлагаемые механизмы), в равной степени ускоряет как положительно, так и отрицательно заряженные частицы. Поэтому, в его рамках космические лучи должны состоять преимущественно из быстрых электронов, что является следствием закона сохранения импульса. Согласно нему, если одновременно ускоряются две разные по массе частицы, то энергия ускорения распределится между ними обратно пропорционально их массам. Легкая частица получит больше энергии, тяжелая меньше. Именно поэтому, например, при выстреле из пистолета пуля массой 4 грамма уносит в 250 раз больше энергии взрыва порохового заряда, чем пистолет, имеющий массу 1000 грамм. Исходным материалом звездных (солнечных) КЛ является водородная плазма, в которой отношение масс протона и электрона равно mp/me = 1840. Потому, при ускорении этой плазмы протонам «достанется» чуть больше 5% энергии ускоряющего электромагнитного поля, а остальные 95% энергии «заберут» электроны. То есть, такой механизм будет генерировать преимущественно быстрые электроны. В реальности же наблюдается обратное – КЛ на 99% состоят из быстрых протонов и других атомных ядер и совсем небольшого числа электронов. (Последние, скорее всего, являются вторичными частицами, возникающими при взаимодействии КЛ с межзвездным веществом). Такой зарядовой селекции КЛ ни один предлагаемый ныне механизм не предусматривает.
Зарядовая аномалия солнечных (звездных) космических лучей оставляет без ответа еще один вопрос. Солнечные вспышки, при которых генерируются эти лучи, происходят регулярно. То есть Солнце регулярно эмитирует в окружающее пространство потоки положительных частиц - протонов. А это значит, что через некоторое время Солнце приобретет настолько большой отрицательный заряд, что он заблокирует генерацию этих лучей. Галактические КЛ (о которых речь шла выше), компенсировать этот (отрицательный) заряд не могут, поскольку их интенсивность на 3…4 порядка меньше солнечных КЛ [1]. А поскольку генерация КЛ существует, разумно предположить, что в недрах Солнца и других звезд существует механизм генерации положительного заряда.
В работе [3, с. 99] показано, что в ядерных реакциях, происходящих с выделением энергии, генерируется положительный электрический заряд, который численно (в единицах СГСМ) равен:
ΔQ = 2ΔE/c2 (ед. СГСМ), (2)
где ΔE – выделившаяся энергия;
ΔQ – возникший электрический заряд;
c – скорость света.
Этот заряд увеличивает электрический заряд протонов, входящих в состав ядер, что приводит к известному эффекту изменению отношения масса/заряд у этих ядер. Сейчас этот эффект трактуется как дефект массы ядер, т.е. уменьшение их массы, которое следует из знаменитого соотношения E = mc2. Но такое уменьшение массы атомных ядер можно обнаружить лишь в тонких лабораторных измерениях. Изменение же зарядового состояния вещества, следующее из (2), должно приводить, например, при ядерных взрывах, к грандиозным электромагнитным эффектам. Эти эффекты (ЭМИ ядерного взрыва), действительно наблюдаются, но внятного объяснения сейчас не имеют [4]. Соотношение (2) позволяет не только объяснить возникновение этих эффектов, но и количественно описать их [3, с.107]. Кроме этого (2) позволяет рационально и просто описать многое, что происходит в космосе, в частности генерацию КЛ [3, с.113].
Механизм генерации звездных КЛ может быть таким. Согласно (2), в ядерных реакциях, идущих в недрах звезд, в частности Солнца, создается избыточный положительный заряд. Ток этого заряда, в форме потока протонов уходит с поверхности Солнца в космос, создавая на этой поверхности потенциал (1). В спокойном состоянии Солнца этот ток численно равен:
I = 2W/c2 ед. СГСМ/сек, (3)
где W – светимость Солнца.
В потоке атомов водорода «солнечного ветра» доля протонов этого тока равна 1 протон на 1400 атомов водорода «солнечного ветра». Во время вспышек глубинное вещество Солнца, т.е. вещество, где, собственно, идут ядерные реакции, всплывает на поверхность. Это вещество имеет существенно больший, чем (1) потенциал – до нескольких мегавольт. Этот потенциал «выбрасывает» в космос протоны и ядра других элементов, ускоряя их до энергий несколько Мэв. Так во время солнечных вспышек возникает поток солнечных КЛ. При этом, поскольку глубинное вещество имеет большой положительный заряд, то всплывая на поверхность, оно вызывает на ней грандиозные компенсирующие токи и магнитные поля им соответствующие, что, собственно наблюдаются во время вспышек.
Такой механизм генерации солнечных КЛ позволяет оценить размер области недр Солнца, где собственно идут ядерные реакции, обеспечивающие его энергетику. Согласно (1) потенциал поверхности Солнца равен 2,0х103 вольт. Если этот потенциал индуцирует область, которая находится в недрах Солнца, то ее радиус должен быть равен r = R φRr. Здесь φr – потенциал поверхности зоны ядерных реакций, φR - потенциал поверхности Солнца, R – радиус Солнца. Чтобы солнечные КЛ имели энергию 105 … 106 электрон вольт, потенциал φr должен быть равен 105 … 106 вольт. Отсюда получится, что r = (0,01…0,001) R .
Галактические КЛ генерируются во время вспышек сверхновых. Это происходит следующим образом. Звезда на определенном этапе своей эволюции начинает быстро сжиматься. Сжатие приводит к росту температуры и давления в ее веществе. Это вызовет вспышку ядерных реакций синтеза оставшихся легких элементов, и звезда увеличит свою светимость на несколько порядков, т.е. превратится в сверхновую звезду. Вспышка этих реакций приведет к быстрому росту положительного заряда ее вещества. В результате в окружающее пространство излучается гигантская электромагнитная волна, полный аналог ЭМИ ядерного взрыва. Если процесс сжатия сверхновой происходит за время от часов до суток, то период этой волны будет равен от 103 …104 секунд. Регистрация таких электромагнитных импульсов может быть маркером взрыва сверхновых. Генерация КЛ происходит при этом следующим образом. Пусть масса остаточного вещества сверхновой будет равна солнечной M = 2х1030 кг. Пусть вещество сжато до плотности атомного ядра ρ ≈ 1017 кг/м3 и состоит из кремния ηSi = 2х10-8 кг/кулон. Этим параметрам соответствует тело радиуса 1,7х104 м. Согласно (1) потенциал электрического поля поверхности такого тела будет равен: φ ≈ 1,6х108 вольт. Этот потенциал станет ускорять ядра химических элементов бывшей атмосферы сверхновой до энергий порядка 108 электрон-вольт/нуклон. Этой энергии соответствует максимум количества частиц в галактических космических лучах [1], что позволяет предположить, что описанный выше сценарий взрыва сверхновой является самым распространенным.
Выше было показано, что потенциал (1) для нейтронных звезд близок к потенциалу φ ≈ 108 вольт. То есть получается, что такие объекты действительно являются остатками взрыва сверхновых. И именно они являются основным источниками галактических КЛ, но состоят, скорее всего, не из нейтронов, а из железа и кремния, элементов, которые являются «энергетической ямой» для ядерных реакций синтеза и деления. При этом любопытно заметить, что потенциал (1) «черных дыр» имеет тот же порядок. А поскольку в галактических КЛ есть частицы с энергией значительно большей, чем 108 электрон-вольт/нуклон, это позволяет предположить, что в космосе есть объекты, вещество которых сжато значительно больше, чем в «черных дырах». Возможность такого сжатия и некоторые его следствия рассмотрены в [3, с. 115].


Литература.
1. Физический энциклопедический словарь под редакцией А.М. Прохорова.
2. Гинзбург В. Л., Сыроватский С. И. Современное состояние вопроса о происхождении космических лучей // УФН. — 1960. — Т. 71, вып. 7. — С. 411—469.
3. Ю. В. Волков. Физика ХХ века. Проблемы и альтернативы. LAP LAMDERT Academic Publishing, 2013, 119с.
viewtopic.php?p=66243#66243
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog ... 13160.html
4. https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/ ... 0%B3%D0%B8.

jurij
Сообщения: 460
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Re: Космические лучи. Глобальный астрономический аспект.

Номер сообщения:#2   jurij » Сб авг 31, 2019 17:48

Решил удивить народ и показать, что астрономы строят свои модели Вселенной, исходя из неверных допущений. Судя по всему народ на форуме совершенно тому (неверным представлениям) не удивился. Тема за неделю ели ели наскребла три десятка просмотров. Да и то, судя по некоторым косвенным признакам, интерес к теме распространялся не на много далее ее заголовка. Подумал, форум физиков, астрономия их мало интересует, разве что страшилки типа черные дыры и темная материю. Пошлю-ка я материал в специализированный астрономический форум. Послал. Действительно там интерес к теме по-больше: три десятка просмотров тема набрала менее чем за час. Но модератор форума тему тут-же заблокировал, мотивирую тем, что опираясь на ложные исходные данные можно доказать что угодно. Тезис в общем-то, верный. Но какие исходные посылы в теме ложные - космические лучи, что ли. Их, что нет, или как? Вот я и в раздумьях - физики считают тему никчемной, астрономы - токсичной. Где правда?

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32831
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Космические лучи. Глобальный астрономический аспект.

Номер сообщения:#3   morozov » Сб авг 31, 2019 22:05

Электрическое поле Земли
Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. Электрическое поле (значения).
Электрическое поле Земли — электрическое поле, генерируемое электрическими зарядами, расположенными на поверхности Земли, в атмосфере и в околоземном космическом пространстве. На поверхности Земли находится отрицательный электрический заряд в полмиллиона кулонов. Он создает у поверхности Земли электрическое поле напряжённостью в среднем около 130 Вольт на метр. По мере подъёма над поверхностью Земли напряжённость этого поля уменьшается и становится ничтожно слабой на высоте 10 км. Этот заряд поддерживается приблизительно неизменным вследствие ряда процессов в атмосфере Земли и космическом пространстве. На высоте несколько десятков километров над поверхностью Земли находится слой положительно заряженных ионизированных молекул, полностью компенсирующий отрицательный заряд поверхности Земли[1]
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32831
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Космические лучи. Глобальный астрономический аспект.

Номер сообщения:#4   morozov » Сб авг 31, 2019 22:16

удивить народ и показать, что астрономы строят свои модели Вселенной, исходя из неверных допущений.
Странно не использовать литературу, например

Изображение

Вообще не интернетом единым... поищите это здание в своем городе.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

jurij
Сообщения: 460
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Re: Космические лучи. Глобальный астрономический аспект.

Номер сообщения:#5   jurij » Вс сен 01, 2019 10:02

morozov писал(а):
Сб авг 31, 2019 22:05
На поверхности Земли находится отрицательный электрический заряд в полмиллиона кулонов. Он создает у поверхности Земли...
Земля и ее атмосфера - это конденсатор. Т.е., все это атмосферные дела, которые тоже внятного объяснения сейчас не имеют.
morozov писал(а):
Сб авг 31, 2019 22:16
Вообще не интернетом единым... поищите это здание в своем городе.
Подскажите, Валерий Борисович, где это. Я живу в спальном районе и едучи на работу город проезжаю под землей. Ну еще студентами шарились по городу, но тогда нас интересовало совсем другое.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32831
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Космические лучи. Глобальный астрономический аспект.

Номер сообщения:#6   morozov » Вс сен 01, 2019 15:48

Т.е., все это атмосферные дела, которые тоже внятного объяснения сейчас не имеют.
Это только если Вы достаточно тщательно изучили литературу.
Подскажите, Валерий Борисович, где это.
Ну я был в городе только один раз, и очень давно, когда мы жили в одной стране, и всего одни сутки... Все понравилось, и люди, и пара пацанов говорящих по-русски "Эти москали" позабавила...
Я не знал, что есть две национальные библиотеки
http://nlu.org.ua/article.php?id=4

https://www.google.com/maps/place/%D0%9 ... d30.518823
С уважением, Морозов Валерий Борисович

jurij
Сообщения: 460
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Re: Космические лучи. Глобальный астрономический аспект.

Номер сообщения:#7   jurij » Вс сен 01, 2019 18:02

morozov писал(а):
Вс сен 01, 2019 15:48
Я не знал, что (в Киеве) есть две национальные библиотеки
Я из Харькова...
morozov писал(а):
Вс сен 01, 2019 15:48
Это только если Вы достаточно тщательно изучили литературу.
Литературу нужно копать, если ищется ответ на какой-то конкретный технический вопрос. Здесь ситуация другая. Все знают, что этот конденсатор (поверхность Земли/атмосфера) разряжают грозовые разряды. А что этот конденсатор заряжает, идей нет. На эту роль предлагались даже космические лучи, но простейшие оценки показывают, что это не так. Да и вообще, космические лучи, это внешний источник электрического заряда со всеми вытекающими. Много, очень много всяких статей об грозовых облаках, распределении в них зарядов и т.п., но ответа на первый вопрос пока нет. Атмосферное электричество - это отдельная тема, которая хотя и имеет отношение к исходной статье, но лишь косвенное. В частности, соотношение (2). В общем случае оно трактуется так: любое изменение энергетического состояния вещества сопровождается изменение его зарядового состояния. Применительно к атмосферному электричеству - Солнце испаряет воду с поверхности Земли, тем самым изменяет ее энергетическое и зарядовое состояние. В облаках происходит обратный процесс - пар конденсируется и конденсат приобретает согласно (2), электрический заряд, противоположный заряду поверхности Земли. Все, конденсатор заряжен. Разряжают его уже молнии. Электрическая активность возникает при любых изменениях энергетического состояния вещества: землетрясения, например ташкентское сопровождалось грозовыми разрядами с ясного неба. Извержения вулканов, когда молнии с ясного неба бьют в вулканическое облако пепла. Ну и конечно же ядерные взрывы. Соотношение (2) строго противоречит современным представлениям. И до тех пор, пока оно будет противоречить, электромагнитная активность перечисленных выше и других явлений будет тайной.

Аватара пользователя
andreus
Сообщения: 350
Зарегистрирован: Чт авг 20, 2015 21:41
Откуда: из Киева
Контактная информация:

Re: Космические лучи. Глобальный астрономический аспект.

Номер сообщения:#8   andreus » Пн сен 02, 2019 21:58

morozov писал(а):
Сб авг 31, 2019 22:16
удивить народ и показать, что астрономы строят свои модели Вселенной, исходя из неверных допущений.
Странно не использовать литературу, например

Изображение

Вообще не интернетом единым... поищите это здание в своем городе.
Об этой библиотеке я вспоминал на viewtopic.php?f=12&t=7142&start=75#p135836
С уважением, Анатолий Иванович Андреус

jurij
Сообщения: 460
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Re: Космические лучи. Глобальный астрономический аспект.

Номер сообщения:#9   jurij » Пн сен 02, 2019 22:39

Парень в теме "Редкий идиот" приводит другой аргумент на предмет сомнений существования нейтрино. Я здесь не в теме, но если нейтрино действительно ввели для соблюдения баланса бета-распада, с учетом релятивистской массы электрона, то...

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 32831
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Космические лучи. Глобальный астрономический аспект.

Номер сообщения:#10   morozov » Пн сен 02, 2019 22:43

А что этот конденсатор заряжает, идей нет.
Для того, чтобы утверждать, что чего-то нет, надо попытаться поискать. И только тогда...
но если нейтрино действительно ввели для соблюдения баланса бета-распада, с учетом релятивистской массы электрона, то...
Не только ввели, но и обнаружили.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Ответить

Вернуться в «Дискуссионный клуб / Debating-Society»