Аннотация: Здесь представлены статьи - главы из моей книги "Моя Земля". Статьи имеют по-новому осмысленную информацию и предназначены для переформатирования сознания читателя. Новый Нейтронный мир ждет Вас!
Текст из книги: "Моя Земля". Автор: Валерий Лаптев
Сколько весит свет Солнца?
-
Русский лубок. Литография. Изображение знаков зодиака. Фрагмент с изображением Солнца. Конец XVII - начало XVIII века.
Религиозные культы, огненные колесницы, и всесильные божества, приписываемые разными народами нашему светилу, оставим для историков. Историю о человеческой мысли о светимости Солнца, начнём с не так давнего для нас времени. Времени, когда научное общество начало задумываться о источнике его энергии.
И снова Википедия:
В 1848 году Роберт Майер выдвинул метеоритную гипотезу, согласно которой Солнце нагревается благодаря бомбардировке метеоритами. Однако при таком количестве метеоритов сильно нагревалась бы и Земля; кроме того, земные геологические напластования состояли бы в основном из метеоритов; наконец, масса Солнца должна была расти, и это сказалось бы на движении планет. Поэтому во второй половине XIX века многими исследователями наиболее правдоподобной считалась теория, развитая Гельмгольцем (1853) и лордом Кельвином, которые предположили, что Солнце нагревается за счёт медленного гравитационного сжатия ("механизм Кельвина - Гельмгольца"). Основанные на этом механизме расчёты оценивали максимальный возраст Солнца в 20 млн лет, а время, через которое Солнце потухнет - не более чем в 15 млн. Однако эта гипотеза противоречила геологическим данным о возрасте горных пород, которые указывали на намного большие цифры. Так, например, Чарльз Дарвин отметил, что эрозия вендских отложений продолжалась не менее 300 млн лет. Тем не менее, энциклопедия Брокгауза и Ефрона считает гравитационную модель единственно допустимой.
Только в XX веке было найдено правильное решение этой проблемы. Первоначально Резерфорд выдвинул гипотезу, что источником внутренней энергии Солнца является радиоактивный распад. В 1920 году Артур Эддингтон предположил, что давление и температура в недрах Солнца настолько высоки, что там может идти термоядерная реакция, при которой ядра водорода (протоны) сливаются в ядро гелия-4. Так как масса последнего меньше, чем сумма масс четырёх свободных протонов, то часть массы в этой реакции переходит в энергию фотонов.
С поверхности Солнца, ежесекундно с солнечным ветром улетает большое количество материи. Это поток ионизированных частиц, в основном это гелиево-водородная плазма. Еще меньше вещества расходует Солнце на свою светимость. В старенькой книжке, в мягком переплете, авторов В. Гильде и З. Альтрихтер "С микрокалькулятором повсюду", 1988 года издания, в главе о Солнечном излучении, подробно рассказано, как на основе формулы Макса Планка и интегрального вычисления, вычислить массу вещества, теряемого Солнцем на излучение. У авторов получилась очень внушительная величина: 5,36*10⁸ кг/с, которую они, для наглядности этой колоссальной величины, посчитали в весе паровозов. У них получилось 5000 паровозов в секунду.
После прочтения этой книги, возникло желание посчитать, сколько потратило Солнце своей массы, к примеру, на протяжении 1 миллиона лет, или даже за всю свою жизнь, но посчитать по-другому. Посчитать учитывая, что в новой Нейтронной теории светимость Солнца, это не результат термоядерных реакций в глубине, а результат акреции вещества на её поверхности. Как я говорил, ответить о светимости Солнца поможет история о изменении понимания этого процесса. Да, я вернулся к идее Роберта Майера о бомбардировании Солнца, но не метеоритами, а веществом плазмы выбрасываемым самим Солнцем.
Авторы книги считали расход материи по формулам Макса Планка. Я посчитаю расход, основываясь на значении светимости Солнца, которую можно найти в таблицах, и используя формулу Эйнштейна для энергии, рассчитываемую через массу. (Формула Эйнштейна для энергии: Е = m*c²). Расчёт опускаю.
Результат
Масса вещества, растрачиваемая Солнцем в секунду на светимость = 4,26*10⁹ кг/с
У меня получился результат на порядок больше чем у авторов книги. Но как увидите далее, это не так важно. Подсчитаем, сколько потратило Солнце, на излучение, если бы оно всегда светило как сейчас. Увы, для сравнения, придется пользоваться табличной массой Солнца.
Результат
Количество вещества, растрачиваемое Солнцем за 1 миллион лет на излучение: 1,34*10²³ кг
Количество вещества, растрачиваемое Солнцем за 4,5 миллиона лет на излучение: 6,04*10²³ кг А это: 0,0000304 % от современной массы Солнца!
Как видим, на свечение Солнца, если это происходит через акрецию, так же, как и при ядерном синтезе, расходуется очень малая доля вещества. А если принять, то что звезда сама генерирует вещество для своего свечения, то процесс свечения звёзд - процесс вечный.
Солнечная корона
В 1942 году шведский ученый Бенгт Эдлен обнаружил, что температура солнечной короны составляет примерно миллион градусов. Он сопоставил несколько эмиссионных линий оптического спектра Е-короны с линиями высокоионизованных атомов железа, никеля и кальция. Только представьте, Бенгт Эдлен использовал спектры атомов, ионизированных настолько сильно, ионы которых были лишены от 9 до 14 электронов из своих внешних оболочек. Как выяснилось, что для такой успешной ионизации необходимо, чтобы температура налетающих на ион свободных электронов была не менее миллиона градусов.
Это открытие сразу поставило вопрос о нарушении второго начала термодинамики. Ученых спрашивали: Как над солнечной поверхностью, нагретой до шести тысяч градусов, может находиться корона с температурой в миллион градусов? Ведь если считать, что тепло идёт наружу из солнечного ядра, где происходят термоядерные реакции, то корона расположена дальше солнечной поверхности - фотосферы. Правда корона сильно разряжена, и если брать в объёме, то вроде всё с законом сохранения нормально. Но этот вопрос не закрыт до сих пор.
Ответ на этот вопрос уже есть в новой Нейтронной теории. Поверхность Солнца нагревается не изнутри, а снаружи, и именно нагревом в короне. Но посмотрим что говорит современная наука о солнечной короне. И как всегда, обратимся за информацией к Википедии:
Верхняя граница короны Солнца до сих пор не установлена. Земля, так же, как и другие планеты, находится внутри короны. Оптическое излучение короны прослеживается на 10-20 радиусов Солнца. Температура короны - порядка миллиона кельвинов. Причём от хромосферы она повышается до двух миллионов на расстоянии порядка 70 000 км от видимой поверхности Солнца, а затем начинает убывать, достигая у Земли ста тысяч кельвинов.
Корона в целом вращается так же, как и всё Солнце.
Видимый спектр солнечной короны состоит из трех различных составляющих, названных L, K и F компонентами (или, соответственно, L-корона, K-корона и F-корона).
Для понимания размеров частей короны укажем, что угловой диаметр Солнца - около 30'.
K-компонента - непрерывный спектр короны. На его фоне до высоты 9'÷10' от видимого края Солнца видна эмиссионная L-компонента. Начиная с высоты около 3' и выше виден фраунгоферов спектр, такой же, как и спектр фотосферы. Он составляет F-компоненту солнечной короны. На высоте 20' F-компонента доминирует в спектре короны. Высота 9'÷10' принимается за границу, отделяющую внутреннюю корону от внешней.
F-спектр короны формируется благодаря рассеянию солнечного излучения на частичках межпланетной пыли. В непосредственной близости к Солнцу пыль существовать не может, поэтому F-корона начинает проявлять себя на некотором отдалении от Солнца.
В непрерывном спектре были обнаружены чрезвычайно сильно размытые (до 100Å) линии H и K Ca II, что указывает на чрезвычайно большую тепловую скорость излучающих частиц (до 7500 км/с). Электроны приобретают такие скорости при температуре порядка 1,5 млн. К.
Наблюдение эмиссионных линий L-короны также подтверждает предположение о высокой температуре в ней. Этот спектр долго оставался загадкой для астрономов, поскольку имеющиеся в нём сильные линии не воспроизводились в лабораторных опытах ни с одним из известных веществ. Долгое время этот эмиссионный спектр приписывался веществу коронию, а сами линии и по сей день называют корональными. Корональный спектр был полностью дешифрован шведским физиком Бенгтом Эдленом (Bengt Edlén), который показал, что эти линии принадлежат многократно ионизированным атомам металлов (Fe X, Fe XI, Fe XIII, Ca XV, Ni XIII, Ni XV, Ni XVI и др.). Причём, все эти линии являются запрещёнными и для их излучения необходимы экстремально низкие плотности вещества, недостижимые в земных лабораториях. Для излучения большинства линий необходима температура около 2,5 млн град. Особого внимания требует линия 5694,42 Å Ca XV требующая температуры 6,3 млн градусов. Линия эта сильно переменная и вероятно проявляется только в местах короны, связанных с активными областями.
Солнечная корона является источником сильного радиоизлучения. То, что Солнце излучает радиоволны, стало известно в 1942-1943 годах, но то, что источником является корона, стало известно пять лет спустя во время солнечного затмения. В радиодиапазоне солнечное затмение началось гораздо раньше и закончилось гораздо позже, чем в видимом. При этом во время полной фазы затмения радиоизлучение не сводилось к нулю. Солнечное радиоизлучение состоит из двух компонент: постоянной и спорадической. Постоянный компонент формируется свободно-свободными переходами электронов в электрическом поле ионов. Спорадический компонент связан с активными образованиями на Солнце.
Излучение Солнца с длиной волны менее 20 нанометров, полностью исходит из короны. Это означает, что, например, на распространенных снимках Солнца, на длинах волн 17,1 нм (171 Å), 19,3 нм (193 Å), 19,5 нм (195 Å), видна исключительно солнечная корона с её элементами, а хромосфера и фотосфера - не видны. Две корональные дыры, почти всегда существующие у северного и южного полюсов Солнца, а также другие, временно появляющиеся на его видимой поверхности, практически совсем не испускают рентгеновское излучение. Этого нельзя сказать о ярких точках на видимой поверхности Солнца, видимых в рентгеновском диапазоне и обладающих сильным магнитным полем, которых в день образуется больше тысячи. Время существования каждой из них - несколько часов. Число их возрастает при спокойном Солнце и уменьшается при активном.
Ознакомившись с данными о солнечной короне, давайте подумаем, а почему у звёзд такое разнообразие свечения? Карлики - красные, Солнце - желтое, гиганты - голубые или красные. По новой Нейтронной теории, свет звёзд должен зависеть именно от условий в короне. Посмотрим, чем различаются эти условия для разных звёзд.
Чем горячее поверхность звезды, тем она ярче, и согласно, градации свечения черного тела, она светит более голубым оттенком. Так на поверхности красного карлика температура может быть 3600 К, на желтом карлике - Солнце - 6000 К, а на поверхности голубого гиганта 14000 К. Но что создаёт такую разницу? Конечно гравитация. А, следовательно, всё зависит от размера нейтронной звезды и радиуса фотосферы! В статье из Википедии было сказано, что в короне Солнца чрезвычайно большая тепловая скорость у излучающих частиц (до 7500 км/с). Посчитаем скорость эфира у поверхности, к примеру, у Юпитера, как у будущего красного карлика, у Солнца, и у голубого супергиганта R136a1. Высоту для расчета, возьмем как 1/20 радиуса, то есть к радиусу прибавим ещё 5%.
Количество гравитации QG Юпитера: 1,5891 * 10¹⁸ м³/с²
Радиус Юпитера (средний): 6,9911 * 10⁷ м
Количество гравитации QG Солнца: 1,66524 * 10²¹ м³/с²
Радиус Солнца (средний): 6,9 * 10⁸ м
Количество гравитации QG R136a1: 325 * QG Солнца
Радиус R136a1: 36 * R Солнца
Результат
Скорость потока гравитационного эфира у поверхности:
V эфира у поверхности Юпитера = 42 км/с
V эфира у поверхности Солнца = 428 км/с
V эфира у поверхности R136a1 = 1285 км/с
Возможно, полученные значения скоростей малы по сравнению со скоростью, указанной в Википедии для излучающих частиц (до 7500 км/с) в солнечной короне, но посмотрим какую энергию приобретёт протон, разогнанный до рассчитанных выше скоростей. Понятно, что у тяжёлых частиц, таких как Дейтерий и Тритий, чья масса ещё больше, чем масса протона, при разгоне до таких скоростей энергия будет ещё больше.
Результат
Кинетическая энергия, которую может иметь протон разогнанный до скорости эфира у поверхности:
K кинетическая энергия протона у поверхности Юпитера = 9,22 эВ
K кинетическая энергия протона у поверхности Солнца = 957,51 эВ
K кинетическая энергия протона у поверхности R136a1 = 8631 эВ
1 эВ эквивалентен 11604,52 Кельвина. А минимальная температура воспламенения водорода - 3 млн. градусов. Если посчитать для протона у Солнца, то 957,51 эВ в короне будет эквивалентно 11,11 млн. градусов. Так что линия 5694,42 Å Ca XV, о которой говорилось в Википедии, составляющая 6,3 млн градусов в солнечной короне легко достижима.
Как видим, Юпитеру для начала воспламенения водорода энергии гравитации явно не хватает. На Солнце, в её короне, есть все условия для прохождения реакций горения. А о голубом супергиганте R136a1, и говорить нечего, поверхность звезды просто создана, для того чтобы светить.
