Круговорот энергии в природе

Круговорот энергии в природе
Вечный двигатель Вселенной
с точки зрения современной физики
(ЭВФ, часть 3)

В рамках теоретической модели «физического вакуума» как плотной упаковки его упругих частиц-(далее «ваков») представления о круговороте энергии в природе заметно отличаются от общепринятых ранее, хотя и эти представления можно было давно вывести из чисто классических представлений без затруднений и противоречий «неклассической физики» [1-2]. Энергия здесь сохраняет своё классическое значение одного из многих рядовых параметров перемещения любых физических объектов-частей Мира [2]. Только «законы сохранения» этих параметров являются не постулатами, а простыми следствиями достаточной наблюдаемости соответствующих объектов в пространстве-времени (слишком мелкие и большие, слишком медленные и быстрые и/или просто недоступные для наблюдения события-изменения частей Мира бесполезны для существенно ограниченного наблюдателя-человека и используемой ним математики-способа интер- и экстраполяции). Эти параметры можно считать сохраняющимися на любых расстояниях и в любое время, пока описываемая ними часть Мира достаточно стабильна и, соответственно, предсказуема. В этом смысле человеческие «физические законы сохранения» можно считать и следствиями нашей арифметики, абсолютно верными до тех пор, пока мы считаем верными и сохраняющимися в любых точках пространственно-временных координат правила этой арифметики типа 1+1=2 [2].

Главным (и единственным) материальным (существующим независимо от наблюдателя) объектом в этой модели вакуума представляется сам «физический вакуум», состоящий из множества его плотно упакованных упругих частиц-«ваков», существенно отличающихся между собой только местами их взаимного размещения [1]. Все остальные отличия несущественны. То, что люди когда-то назвали «веществом», «физическими полями» и «волнами полей», представляется только дефектами и деформациями этого размещения. Поэтому полная энергия всего физического вакуума предстаёт как сумма энергий его частиц-«ваков», сосредоточенная в их колебаниях и деформациях и в дефектах его упаковки. В частности, во всяких врeменных деформациях-волнах, быстро и хаотически носящихся в вакууме, и в значительно более долговечных и медленных элементарных дефектах его упаковки – вакансиях, включениях и их сочетаниях, называемых по традиции «элементарными частицами вещества». Скопления элементарных дефектов-частиц вещества называют ещё просто «веществом».

Упаковка частиц называется плотной, если между любыми двумя её частицами нет ни одной частицы, ей не принадлежащей. Упругостью частицы называется её способность самостоятельно одинаково перемещать свои субчастицы и занимать одинаковые места при одинаковом размещении соседних (касающихся) частиц. То есть, одинаково реагировать на их одинаковое размещение. В плотной упаковке таких частиц это ведёт к стремлению всех частиц самостоятельно принимать одинаковую форму и одинаковый размер одинаковых правильных многогранников и придавать упаковке вид идеального (бездефектного и недеформированного) упругого кристалла с шагом кристаллической решётки r₀. А также ликвидировать любые деформации частиц и, соответственно, решётки вакуума волнами её многомерных упругих деформаций-прогибов, среди которых продольные и поперечные волны являются только разными частями этих прогибов и отличаются скоростями и направлениями смещений частиц относительно направления перемещения эллипсоидальных фронтов волн.

При упругих деформациях частицы не выходят за пределы их начальных ячеек и не меняют соседей. В противном случае деформации называются пластическими и отличаются от упругих большей амплитудой смещения частиц, и «застреванием» их в новом окружении без возможности их самостоятельного возвращения. Перемещение какой-либо частицы приводит к замене её соседей и появлению сразу пары (двух) разнополярных дефектов упаковки – «вакансии» в оставленной ячейке, из которой переместилась частица, и «включения» в новой ячейке, куда она переместилась. При этом породившая их волна частично или полностью теряет энергию и уменьшает свою амплитуду. Но волны способны практически неограниченно объединяться и разъединяться (суммироваться и вычетаться) на своём пути с другими волнами. В «неклассической физике» такое свойство приписывается особым частицам-«бозонам», подчиняющимся особой статистике Бозе-Эйнштейна, не зависящей от интенсивности волн. Поэтому любые потоки волн упругих смещений частиц должны со временем без остатка расходоваться на образование-«рождение» пар дефектов упаковки вакуума. Точнее, расходоваться до уменьшения всемирного остатка энергии волн ниже уровня, необходимого для образования одной-единственной последней пары дефектов. Только тогда рождение пар дефектов-«элементарных частиц вещества» может прекратиться, и частота этих рождений стать равной нулю.

В «неклассической физике» похожая способность поглощения волн с рождением «частиц вещества» тоже признаётся за «физическим вакуумом», он же «море Дирака», «мировой эфир», «квантовый континуум» и т.п., только он считается изначально «заполненным» всевозможными «слипшимися» парами «элементарных частиц вещества», а распарованные «элементарные частицы вещества» могут свободно «скользить по гиперповерхности» такого «моря». В физике наличие хаотических волн колебаний в веществе считается наличием у него отличной от нуля тепловой энергии и, соответственно, температуры. В упаковочной модели вакуума неизбежное сложение волн, приводящее к рождению дефектов вакуумной упаковки, должно приводить к столь же неизбежному её охлаждению практически до нуля и исчезновению любых свободных волн.

То есть, вакуум сам по себе в этой модели является абсолютным ТЭКом (теплоэнергетическим концентратором – извечной мечтой изобретателей, «вечным двигателем второго рода», исключающим пресловутую «тепловую смерть вселенной», так напугавшую впечатлительных учёных в прошлых веках). И техническое осуществление этой мечты в меньших-технических масштабах представляется вполне реальным, хотя и не простым. Впрочем, эта ситуация лучше, чем с известными другими ТЭКами космических масштабов – бесконечным множеством атмосфер планет и звёзд, вообще непригодных для человеческой техники из-за излишней пространственной рассредоточенности их механизмов и параметров.

Для упаковочной модели вакуума нет нужды в использовании противоречивой неклассической мистики «Большого взрыва», к остаткам которого «неклассики» целиком относят так называемое «реликтовое излучение», пренебрегая необходимостью учёта неизбежных тепловых колебаний частиц любой упругой мировой среды.

Наличие колебаний-смещений и деформаций множества частиц вакуума и их упаковки достаточно для множественного образования дефектов вакуумной упаковки. В сжатых областях энергия вакуумных частиц больше, а в растянутых – меньше, поэтому дефекты образовываются с меньшей частотой в сжатых областях и с большей частотой в растянутых областях упаковки. Наиболее сильно сжаты области упаковки вокруг дефектов-вакансий и содержащих их атомных ядер. Наиболее растянуты области упаковки вокруг дефектов-включений и содержащих их атомных электронных оболочек, а также массивных скоплений вещества. Поэтому внутри атомов процессы поглощения волн и образования дефектов затруднены. Легче они идут в чистом вакууме и легче всего – в ближайших окрестностях крупных звёзд и растянутых быстрым вращением вихрях в центрах галактик, называемых по сложившейся традиции «чёрными дырами», некоторые из которых действительно могут становиться протоками-каналами в межмировых границах для перетекания «вещества» между соседними параллельными мирами-щелями. Остальных параметров круговорота энергии такие «дыры» не меняют. Разве что как межмировые порталы они оставляют желать лучшего. Слишком уж они могут размалывать на составляющие "элементарные частицы" проходящее сквозь них вещество.

Согласно упоминаемой волновой-бозонной статистике более распространены низкоэнергетические волны (правильнее – флуктуации, всплески волн), а концентрация более энергичных волн резко (примерно экспоненциально) уменьшается с ростом их энергии. Поэтому чаще всего образуются простейшие пары-двойки дефектов типа "вакансия+включение", быстро рассеивающие волнами малой амплитуды свою избыточную энергию и превращающиеся в обычные стабильные протонно-электронные пары-двойки дефектов-атомов водорода. Рассеянной оказывается энергия, равная какой-то части всей энергии, затраченной на образование каждой пары. Она уносится расходящейся волной при быстрой перестройке-раздвигании включением своего окружения, и сжатии вакансией своего, ощущающихся на расстояниях, в тысячи раз превышающих по размеру их начальные размеры, равные размеру «вака». Окружение вакансии при этом уменьшается-сжимается к центру намного слабее. Но и этого достаточно, чтобы быстро образующаяся разница размеров обеих частей пары уже не позволяла им соединиться-аннигилировать при обычных условиях (без уравнивания размеров). Остаток энергии остаётся в атомах водорода, остающихся в местах рождения – газовых туманностях и атмосферах их концентратов-планет и звёзд. Остаток растяжения окрестностей атомами вещества проявляется «гравитационным» собиранием вещества из окрестностей скоплений к их поверхностям. Поэтому планеты, звёзды и туманности не рассеиваются, как люди считали ещё недавно, а непрерывно растут. Они нарастают на поверхности водородной шубой-атмосферой со скоростью, пропорциональной их массам. Этим объясняются существование преимущественно водородных атмосфер и распространённость водорода в природе. Накопленный водород затем смешивается с другими имеющимися поблизости химическими элементами и вступает с ними в химические и ядерные реакции, образуя в зависимости от температуры разнообразные химические соединения и более сложные химические элементы.

Реакции ядерного синтеза идут обычно при повышенной температуре внутри звёзд, поскольку при низких температурах ядра атомов изолированы друг от друга плохо проницаемыми для протонов атомными оболочками-электронами. Удаление электронов с пути протонов (ионизация атомов) позволяет протонам сблизиться-«притянуться» до касания. Энергия при этом сближении начинает выделяться неодинаково в разное время на разных участках траекторий, в зависимости от угла сближения и расстояния по отношению к ближайшим электронам (в этой модели разноименно «заряженные» частицы «притягиваются» ровно в два раза сильнее, чем одноименные, поэтому два электрона в одном ряду с протонами способны «растянуть» и помешать сближению двух недостаточно быстрых протонов, но не могут помешать при поперечном размещении). Вероятность касания и соединения протонов уменьшается также уклонением разноскоростных и не точно навстречу летящих протонов от столкновений (противоположные электротоки-протоны «отталкиваются» сильнее с ростом скорости, «притяжение» же остаётся постоянным при тех же расстояниях).

Сочетание этих эффектов приводит к «отрицательной» N-образной зависимости частоты столкновений протонов и, соответственно, выделяемой энергии (скорости реакций) от температуры. Поэтому малые звёзды обычно стабильны, так как рост их температуры ведёт к расширению газа с пропорциональным корню кубическому от температуры увеличением расстояний между ионизированными атомами и свободными ядрами при росте их скоростей пропорционально только корню квадратному из температуры. Уменьшается и «сечение захвата» протонов из-за пропорционального растущей разнице скоростей частиц электромагнитного отталкивания протонов-токов. Всё вместе приводит к уменьшению частоты столкновений и, соответственно, выделения энергии до тех пор, пока рост звезды не повысит температуру и концентрацию ядер за критический уровень. Тогда звезда становится сначала периодической цефеидой, а затем апериодической «новой». Водород «постепенно» (неравномерными скачками) превращается в более тяжёлые элементы, всё меньше выделяющие энергии, затем и поглощающие энергию при ядерном синтезе. По мере накопления непригодных для термоядерного синтеза тяжёлых элементов в окрестностях звезды плотность звезды будет расти, пока в ней не начнётся реакция слияния-аннигиляции вакансий с предельно сжатыми до их размеров включениями. Звезда превратится в «сверхновую», возвращая вакууму волнами забранную у него когда-то энергию волн. Потом не аннигилировавший остаток вещества опять начнёт собирать водород, и жизнь звезды опять начнётся сначала, по бесконечному кругу – туманность, астероид, комета, планетоид, планета, малая звезда, большая звезда, «периодическая переменная»-цефеида, апериодическая «новая» и снова совсем уж апериодическая, а то и эпизодическая, «сверхновая». И так до следующего раза.

Разнообразие привносят разве что частые столкновения малых звёзд между собой или с планетами и планетоидами, досрочно превращающие часть стабильных малых звёзд-недорослей в периодические «переменные»-цефеиды и апериодические «новые» звёзды. Да редкие случайные скопления преимущественно тяжёлых элементов, распадающихся с выделением энергии в некоторых «новых» звёздах.

Преимущественное рождение водорода у растянутых краёв скоплений вещества и его последующий «гравитационный» дрейф к ним приводят также к образованию своеобразной стабильной светящейся объёмной («пузырчатой») сети из звёзд и галактик вокруг крупных тёмных «ячеек» «пустого» вакуума. Самые крупные из таких «пузырей» должны образовываться вокруг скоплений крупных ваков («гравитационных линз») и, возмоэно, внутри скоплений мелких ваков («антигравитационных линз»)[7]. Но на общий характер круговорота энергии они не влияют..

Для человеческой техники пригодны все варианты – N-образный низкотемпературный ядерный синтез, лавинообразный высокотемпературный термоядерный синтез (он уже освоен, но только в оружии, к сожалению) и наиболее ценна аннигиляция, превращающая любое вещество в идеальный энергоконцентрат. Нужно только уметь освобождать законсервированную в веществе энергию.

В этой модели «антивещество» присутствует только как крайне нестабильное и недолговечное состояние вещества. Это тоже противоречит прежним представлениям, но это уже не страшно. Потому что «исчерпания» ресурсов (энергии-вещества) или «загрязнения» ними «окружающей среды» можно не бояться. Ибо энергия бесконечна в пространстве, вечна во времени и находится в вечном круговороте.

Краткое примечание

Если согласиться с библейским именем Вездесущего и Вечного, пусть не Всемогущего и не Всеведущего, но самого Могущественного и самого Ведающего Субъекта, в котором всё и который во всём, то Бог – это Мир-Суперсистема. И этот Мир - живое существо, реагирующее на всё, как и мы, по образу и подобию. Он в нас, и мы в Нём. Поэтому Он это мы, только Он не может умереть, он может только вечно обновляться и развиваться, отбирая и сохраняя самых лучших и самых худших из нас – своих бесконечно малых частиц. Одних – для размножения в вечной жизни, а других – для вечных испытаний-страданий и недопущения повторения плохого. Потому что Он – Суперсистема, и поэтому Он, как и мы, по образу и подобию имеет вечную и вездесущую Суперпроблему – поиск своих устойчивых состояний в бесконечной борьбе за свои же системмно ограниченные жизненные ресурсы с двуликим Хаосом-процессом, несущим Ему и вечную жизнь-обновление, и временную частичную смерть-очистку от худшего, открывающую дорогу лучшему. Так кратковременная Смерть служит вечной Жизни. И кому будем больше служить мы – выбирать нам, пока кто-то не выбрал за нас (3-7).

Физический механизм детального кругооборота вещества-энергии обеспечивает вечную жизнь и неизбежное воскрешение Суперсистемы даже в случае её частичной временной смерти. Мы не вечны, и нам надо всячески избегать ошибок,смертоносных для нас и для других Его частей Но нам не стоит их панически бояться, ведь мы частицы Вечного и самого Могучего Единого Бога-Суперсистемы. Смерть только ничтожная частица Его Жизни. И надо спешить жить ради Него, чтобы не было мучительно больно за бесцельно прожитые годы, за бессмысленно потраченные ресурсы, за неоправдание Его надежд.

Не всё-то просто под луной,
Где лес не виден в тьме ночной,
Тем, кто и ясным летним днём
Блуждает в соснах трёх порой.

Полезные ссылки:

1. Данилюк А.И. Элементы виртуальной физики или классические решения «неклассических» задач/Обзорно-справочное пособие, часть 1
2. Данилюк А.И. О бесконечном множестве «законов» сохранения в физике
3. Данилюк А.И. Вопросы классической теоретической физики: какие мы и кто мы на самом деле?
4. Данилюк А.И. Современная теоретическая физика о параллельных и вложенных малых мирах-вселенных
5. Данилюк А.И. О физике, которой нет в учебниках
6. Данилюк А.И. В новое тысячелетие с новой теорией строения мира
7. Данилюк А.И. Ухабы на космических трассах: гравитационные «линзы» вместо «черных дыр»

20141101
Опубликовано впервые: 01.11.2014 в разделе Наука
Корректировано: 01.11.2014
Переход: Главная Наука .doc