Что же произошло на Земле во время столкновения с Луной?

Из-за образовавшегося планетарного расплавленного ядра, состоящего из расплавленной магмы, Земля потеряла свою прочность. Образно она представляла круглое куриное яйцо сваренное всмятку. Поломать такое «яйцо» можно без особой нагрузки. Вот это и произошло с Землёй. При столкновении путь контакта Луны с Землёй сопровождался сплошным огнём и взрывами попавших под Луну подкорковых резервуаров с разными горючими смесями. Из трещин, между образовавшимися плитами, вырывалась расплавленная магма, пепел и клубы дыма. В результате соприкосновения магмы с водой образовывался ядовитый пар и ядовитая вода. Атмосфера потеряла прозрачность. Разгерметизировался внутри планетарный водородный реактор. Климат на Земле стал резко холодать. В таких образовавшихся климатических условиях на планете, выжить, практически было не возможно. Вероятнее всего в этот момент времени погибли все крупные живые существа, которые не смогли найти укрытия и спастись.

Сноска - 6

Остались только мелкие живые существа и рыбы в просторах не тронутых водоёмов. Мелкие живые существа, в том числе и человек (если он в то время был), могли укрыться в пещерах, в нишах и других удобных местах для выживания, тем самым продолжить в дальнейшем свой род. Основная масса растительного мира была погребена под образовавшимися завалами и выбросами вулканической пыли, грязи и породы, впоследствии, преобразовавшись в углевые запасы. Земная кора при столкновении деформировалась. В некоторых местах она ушла глубоко под воду, а в некоторых местах выпятилась высоко вверх над уровнем поверхности земли и воды. Возможно, в этот момент времени образовались крупные моря, океаны и известные нам горы. Луна же, смяв перед собой Землю, образовав при этом высокие горы (примерно в северной части Китая), об них остановилась, и уже остановленной в собственном вращении, под углом 30 градусов к орбитальной плоскости «ушла» в пределы космоса. Если хорошо всмотреться в поверхность Луны, то на ней можно найти след контакта с Землёй и их сопоставить в сравнении. Находясь уже на новой орбите, только уже вращаясь вокруг Земли, своим гравитационным полем, она стала поворачивать ось Земли относительно расположению своего нового месторасположения. Земля стала постепенно поворачиваться относительно расположения своей орбитальной плоскости на угол 30 градусов. В результате разворота оси вращения, стали смещаться ледники, ранее образовавшиеся на её полюсах. Смещение ледников происходило, уже по вновь образовавшейся поверхности Земли, нанося ей дополнительные разрушения, которые мы наблюдаем в наше время. Кроме того, с этого периода времени на Земле стало четыре периода года: весна, лето, зима и осень.

Через некоторое время «раны» на поверхности Земли заросли, вода и атмосфера очистились, и на Земле наступила новая эра жизни, которая продолжается по сегодняшний день.

Теперь рассмотрим, что же произошло на орбите Марса? Куда девался его безымянный двойник?

События на орбите Марса и его безымянного двойника происходили аналогично, т.е. так же как и на первых двух энергетических уровнях. Возможно, на Марсе уже была атмосфера, поверхность была покрыта водой, плодородной сушей, обильной растительностью и населённая живыми существами. Планета безымянного двойника, как и Луна, постепенно догоняла Марс и накатилась на него. Хочу отметить, что плотности грунтов планет образованных на одной орбите вокруг Солнца немного отличаются друг от друга. Так же имеют отличия плотности грунтов планет расположенных на разных энергетических уровнях. Чем дальше от Солнца, тем менее плотность грунтов планет. Поэтому плотность грунта у планеты двойника Марса меньше, чем у Марса. Планета двойник, имея, меньшую плотность грунта, накатываясь на Марс с огромной скоростью, стала раскалываться на крупные и мелкие куски. Образованные куски разной формы,от планеты-двойника Марса, по инерции, с большой скоростью, отскакивали по касательной от поверхности Марса во внешнюю сторону орбитальной плоскости. Перемещаясь уже в космическом пространстве, выстроившись в цепочку, образовали астероидный пояс, который расположен на орбите вращения вокруг Солнца между Марсом и Юпитером и пугающий сегодня людей своим присутствием. Но если учесть то, что материальные тела в галактическом рукаве перемещаются по конической спирали, т.е. в искривлённом пространстве, можно уверенно сказать, что пути их не пересекаются, только могут накладываться их проекции на орбитальной плоскости. В данном случае перемещения астероидов в галактическом рукаве, образованных от планеты двойника Марса происходят на много позже (сзади) по времени и ниже по спирали в пространстве. С планетами могут сталкиваться только те космические тела, которые перемещаются в галактическом рукаве по более вытянутому шагу спирали, вдоль оси галактического рукава. Это могут быть: космическая пыль, метеориты, образованные из космической пыли и более крупные подобные им космические тела перемещающиеся в пространстве по более вытянутому шагу конической спирали, со скоростью превышающую скорость перемещения по орбите Земли на порядок раз. Представив перед собой образец (макет) искривлённого пространства, вы сами в этом убедитесь.

И так, мы нашли ответ на вопрос, куда девалась планета двойник Марса.

Кроме того, можно предположить, что в момент столкновения Марса со своим двойником произошёл сброс атмосферы с Марса и в результате полностью уничтожена жизнь. На Марсе и сейчас просматриваются следы прокатывания по его поверхности планеты - двойника, оставив на ней встрявшие в поверхность куски и глубокие следы вмятин.

Прежде чем рассматривать происхождения других планет и их двойников возникает ещё один вопрос: «Почему в настоящее время мы наблюдаем разницу в массах между Меркурием и Венерой, так же между Землёй и Луной?»

Как мы ранее определили, что после образования на планетах собственных внутри планетарных водородных реакторов и в результате вулканических образований на их поверхностях, происходило взрыхление грунтов планет, образования на них атмосфер и жидкостных образований, за счёт этого происходил их рост. Планета Меркурий, оставшись в одиночестве на первом энергетическом уровне относительно Солнца, имеет максимальные гравитационные воздействия по отношению к другим планетам солнечной системы, препятствующие образованию мощных атмосфер и происхождению вулканов. Венера, отброшенная на другую орбиту расположенную дальше от Солнца, на двойное расстояние, чем Меркурий, получила возможность образовать внутри планетарный водородный реактор, своеобразную атмосферу и на ней активно «работают» вулканы. В результате, планета Венера, растёт в своей массе. Почему планета Земля стала больше планеты Луны, в настоящем времени естественного спутника Земли, можно догадаться и без объяснения.

Рассматривая образования других планет расположенных на более отдалённом расстоянии от Солнца, можно сразу начинать с момента столкновения с их планетами двойниками. Предыдущие события до столкновения, происходят аналогично.

Планета Юпитер и её двойник, расположенные на одной орбите вокруг Солнца более отдалённой, чем орбиты предыдущих четырёх планет, обладают намного меньшими гравитационными воздействиями со стороны Солнца. Но, чтобы удержаться на орбите после очередного отбрасывания магнитного панциря на следующий энергетический уровень, им необходимо накопить в своих массах более высокие кулоновские потенциалы. Для осуществления этих целей им надо образовать более массивные массы собственных тел. Что на самом деле и происходило. Эти планеты образовали собственные массы во много раз превышающие массы планет рассмотренные нами выше. Внутренние части планет гигантов состоят из плотных грунтов. Плотные грунты постепенно переходят в вязкие жидкости, затем в жидкости. С наружной стороны окутаны они толстым слоем газообразной атмосферой. Так как они обе имели атмосферы, а это значит, что на них были образованы внутри планетные водородные реакторы.

И вот наступил момент их сталкивания, т.е. накатывания друг на друга. Сначала стали соприкасаться их атмосферы, разрывая их в клочья и выбрасывая с огромными скоростями во внешнюю сторону орбитальной плоскости в пределы космоса. Затем стали выбрасываться жидкие и вязкие жидко образные слои. В результате, образованные жидкие и газообразные клочья атмосфер, удаляясь с огромными скоростями в глубины космоса уже в виде космических тел под названием кометы. У комет из-за приобретённых больших скоростей вытянутыми.перемещения в пространстве галактического рукава, так же перемещаясь по спирали, собственные орбиты стали более вытянутыми (сноска 7).

Сноска 7.

Затем стали соприкасаться плотные тела планет. Планета двойник Юпитера, так же как и планета, двойник Марса, стала разрушаться об Юпитер, катясь по его поверхности с огромной скоростью. Оторванные куски, откалываясь от планеты двойника и в зависимости от образовавшейся массы, удалялись в пределы космоса. В результате из мелких кусков образовался астероидный пояс, расположенный между планетами Сатурн и Юпитер. Отколовшиеся крупные куски, оставшись в зоне воздействия гравитационных сил Юпитера, стали его естественными спутниками. Впоследствии образовавшиеся естественные спутники, имея большие массы, образовали внутри своих масс естественные водородные реакторы, в свою очередь, которые образовали на их поверхностях своеобразные атмосферы и слои из разнообразных жидкостей. Даже на некоторых из них просматриваются действующие вулканы. А это говорит о том, что они начинают свой естественный рост собственных масс.

Процесс разрушения планеты двойника Юпитера продолжался до момента его полной остановки на поверхности Юпитера. Обе планеты со временем обтянулись общим слоем первичной атмосферы и стали единой планетой.

Но так как на планете двойнике Юпитера уже до столкновения был образован внутри планетный водородный реактор, не разрушившись от столкновения, он продолжал работать, находясь уже недвижимым на поверхности Юпитера. Подпитывая свою энергию горения от поступающих из космоса масс «живой энергии», он разогрел остаток бывшей планеты докрасна. Видим мы его в виде оранжевого пятна на теле планеты Юпитер, примерно, не далеко от его экватора. Так как он закрыт от нашего взора плотным, толстым слоем атмосферы, которая конвекцируя над его поверхностью, представляется нам вращающимся оранжевым шаром. Если суметь сканировать планету Юпитер, то мы бы увидели совместное их существование.

С остальными планетами гигантами солнечной системы произошло то же самое, что и с планетами Юпитер и его двойником. Разница только в том, что некоторые планеты при столкновении с их двойниками повернули свои собственные оси вращения, как произошло это с Землёй. (Сноска8).

Сноска взята из интернета, на ней как видите, отсутствует Меркурий. Но так как он остался в первозданном состоянии, достаточно, что он есть на самом деле, и нас в данный момент не интересует.

Обратите внимание на то, что каждую планету солнечной системы сопровождают их планеты - двойники, только состоящие в разных видах (разрушенных). Меркурий по-своему сопровождается Венерой, которая по счастливой случайности осталась

Сноска 8.

самостоятельной планетой. Земля сопровождается, ставшим естественным спутником, Луной, когда-то бывшей планетой. Марс и Юпитер – несколькими естественными спутниками и астероидным поясом. Сатурн – несколькими крупными естественными спутниками и разорванной атмосферой его планеты-двойника в виде кольца вокруг него. Уран и Плутон так же сопровождаются осколками их планет-двойников, в качестве естественных спутников.

 

Образование Солнца и звёзд

Далее продолжим рассматривать образование нашего Солнца.

Солнце и ему подобные звёзды, являются загадочными объектами для человека, так как труднодоступные для досконального их изучения. Мы, в своём рассуждении рассмотрим их двумя этапами: в общем виде и в более подробном.

Как мы уже знаем, Солнце удалено от Земли в среднем на расстояние 1,496 х 10¹¹м. На этом расстоянии оно выглядит, как ярко светящийся диск с угловым диаметром чуть большим полуградуса, точнее, 9,3 х 10^-3 радиана. Радиус Солнца равен 6,96 х 10⁸ м – он в 109 раз больше Земли. Масса Солнца равна 1,99 х 10³⁰ кг. Ускорение свободного падения на поверхности Солнца равно 274 м/с² – оно почти в тридцать раз больше земного. Средняя плотность нашего светила равна 1,41 х 10³ кг/м³.

Как мы видим, на первый взгляд этот результат кажется удивительным. Ведь масса Солнца так велика, и ускорение на его поверхности большое, - казалось бы, и вещество Солнца должно быть сильно сжато. А на самом деле средняя плотность его чуть больше, чем у воды, и заметно меньше, чем средняя плотность у Земли, которая равная 5,52 х 10³ кг/м^3..

Чтобы определить температуру поверхности Солнца, потребовалось бы туда слетать. Но этого практически выполнить не возможно. Поэтому искали средства, чтобы измерить температуру Солнца. И в 1900 году немецкий физик Макс Планк доказал квантовую природу теплового излучения. После этого открытия, оказалась возможность выразить постоянную Стефана - Больцмана через фундаментальные постоянные: скорость света с, постоянную Планка Ћ = 1,054 х 10^-34 кг. м²/с и постоянную Больцмана k=1, 38 х 10^-23 Дж/К. Макс Планк занимался объяснением спектра теплового излучения. Спектр есть распределение интенсивности света по частотам – это функция частоты ω (связанной с длиной волны) λ= 2πс/ω), показывающая, какая доля энергии приходится на интервал частот dω*). Планк первым ввёл понятие о квантах света, и с помощью этого нового физического представления теоретически объяснил наблюдаемые спектры абсолютно чёрного тела. Чтобы узнать температуру солнечной поверхности, используя законы теплового излучения, нужно прежде всего, исследовать спектр солнечного света – найти, какая доля энергии приходится на малый интервал частот dω для всех частот солнечного излучения. Оказалось, солнечный спектр довольно близок планковскому спектру равновесного теплового излучения, и температура поверхности Солнца Т = 5780 К. Интересно заметить, что при такой температуре наибольшая энергия излучается как раз в том участке спектра, к которому чувствителен человеческий глаз: в диапазоне длин волн от 400 до 800 нм. Но температуру поверхности Солнца можно определить и с помощью другого эксперимента. Можно измерить, какая энергия во всём спектре приносится солнечными лучами за секунду на единичную площадь, на квадратный метр земной поверхности., обращённой к Солнцу. Эта величина, S, очень важна для объяснения земного климата. Оказывается, что она практически неизменна – поток энергии от Солнца не меняется. Поэтому величину S называют солнечной постоянной. Измеряют её со спутника, за пределами земной атмосферы, поглощающей часть солнечного излучения. Солнечная постоянная равна 1,36 Вт/м². Такой поток энергии падает на земную поверхность, обращённую к Солнцу. Но оно светит одинаково во все стороны, следовательно, такова и мощность солнечных лучей, пронизывающих каждый квадратный метр всей сферы радиуса а₊ вокруг Солнца. Умножив S на площадь поверхности этой сферы, можно узнать, какую энергию излучает Солнце за секунду. Эта величина называется светимостью Солнца: L= 4 πа₊²S= 3,83 х 10²⁶ Вт. Весь поток солнечной энергии проходит, конечно, и через солнечную поверхность. Какова там плотность потока энергии, т.е. какая мощность излучается квадратным метром поверхности Солнца? Разделим светимость Солнца на площадь его поверхности 4πR² и получим, что плотность потока излучения или, другими словами, яркость Солнца равна S = L / 4πR²= 6,29 х 10⁷ Вт/м². По известному закону Больцмана, связывающего плотность потока S с температурой излучающей поверхности можно вычислить поверхностную температуру Солнца. Она оказывается той же самой, что и температура, определённая по солнечному спектру: Т = (S/σ)^1/4 = 5 780 К.

Спектр Солнца немного отличается от спектра абсолютно чёрного тела даже в той области, где они показаны совпадающими. Эти малые отличия несут информацию о том, какие химические элементы присутствуют на Солнце. Дело в том, что каждый атом имеет свой собственный, характерный только для него спектр излучения, состоящий из очень узких линий. Ещё в начале прошлого века немецкий оптик Иозеф Фраунгофер обнаружил в спектре Солнца множество тёмных линий. При этом оказалось, что длины волн, на которых замечены в спектре фраунгоферовы тёмные линии, точно соответствуют спектрам химических элементов. Важно оказалось то, что по различной интенсивности линий разных элементов удалось установить относительное содержание этих элементов вблизи поверхности Солнца. Поскольку известно, что и атмосфера и недра Солнца до значительных глубин перемешаны, этот же состав можно считать близким к составу Солнца.

На сегодняшний день определено, что по числу атомов Солнце на 91% состоит из водорода, на 9% - из гелия, остальные элементы присутствуют в малых количествах. По массе гелий вносит заметно большой вклад, 27%, поскольку масса его атома вчетверо больше массы атома водорода. Гелий был первоначально открыт именно на Солнце по своему фраунгоферовому спектру, не подходящему другим элементам, а на Земле он был обнаружен значительно позже.

Отчего звёзды светят? Откуда берётся та огромная энергия, которая непрерывно излучает солнечная поверхность? Как устроено Солнце внутри? Может показаться, что сами эти вопросы бессмысленны, что узнать это невозможно – ведь не может же там побывать человек. Даже приборы, сделанные его руками, не могут выдержать высоких температур и давлений солнечных недр. Тем не менее, очень многое из того, что происходит внутри звёзд, внутри Солнца, нам уже известно с большой достоверностью. И как ни странно, это даже не очень сложно понять. Возможность изучения недр Солнца и звёзд даёт теория. Сначала можно рассмотреть изучение Солнца с точки зрения уже известной нам теории, а затем можно будет рассмотреть собственную току зрения по этому вопросу.

Можно ли верить теоретическим рассуждениям, опирающимся на опыты людей живущих на Земле? Ведь эксперименты на Земле проводятся в условиях, очень далёких от звёздных. Ответ такой: надо попробовать. Попробуем рассмотреть теорию уже ранее известную нам и осмелиться предложить собственное предположение.

Начнём с того, что нам известно, т.е. постараемся найти связь между давлением, температурой и плотностью того вещества, из которого состоит Солнце. На его поверхности газ состоит преимущественно из нейтральных атомов, так как молекулы водорода при температуре солнечной поверхности распадаются на отдельные атомы. Определено, что температура в недрах Солнца очень велика не только в сравнении с земными мерками, но и с температурой его поверхности. Уже на небольшой глубине она становиться настолько большой, что распадаются не только молекулы, но и атомы. Электроны атомных оболочек отрываются от ядер – газ становиться плазмой. ПЛАЗМА – это электрически нейтральная смесь отрицательно заряженных электронов и положительно заряженных ядер атомов. Для простоты можно считать, что солнечная плазма состоит из трёх сортов частиц: на каждые 91 протон (ядро водорода) приходится 9 ядер гелия и оторвавшиеся от них 109 электронов. Нам известно уравнение Менделеева – Клапейрона, связывающее давление, плотность и температуру идеального газа. Запишем его не для плотности р, а для концентрации частиц n. Обычная плотность каждого отдельного газа есть произведение концентрации его частиц на массу одной частицы m:

P = nkT; р = nm. Один из сомножителей правой части - постоянная Больцмана k = 1,38 х 10^-23 Дж/K.

Эти уравнения справедливы для каждого идеального газа смеси. Нам же нужно уравнение, связывающее общее давление с общей плотностью и с температурой. Общая плотность есть сумма отдельных плотностей. Общее давление есть сумма отдельных, как говорят, парцианальных давлений.

Масса ядра гелия в 4 раза больше массы протона, а масса электрона по сравнению с ними ничтожно мала. Нам известно, что плотности частиц –электронов n_e, протонов n_p и ядер гелия n_a – соотносятся между собою, как n_e: n_p: n_a = 109: 91: 9. Учитывая, что число Авогадро 6,03 х 10²⁶ кг^-1 практически равна m_p^-1, а её произведение на постоянную Больцмана есть газовая постоянная 8,31 Дж./(кг.К). Тогда можно убедиться в том, что уравнение солнечного вещества есть обычное уравнение Менделеева – Клапейрона для газа с молекулярной массой μ = 0,61 т.е.

P = nkT = {р/μm_p)kT; μ= (4 -3Х)/(3 – Х)= 0,61, где Х – доля протонов.

При помощи этих уравнений можно описать плазму глубинных солнечных недр. Средняя плотность Солнца нам известна. Теперь попробуем оценить по порядку величины давление и температуру центральных областей Солнца. Вещество внутри него сжато гравитационным притяжением. Поэтому для грубой оценки среднего давления внутри Солнца используем формулу, что и для давления внутри планет.

P_c ~ р_cg_cR_c ~ Gm²_c/R⁴_c ~10¹⁵Н/м³

Зная среднее давление и среднюю плотность, с помощью уравнения солнечной плазмы не трудно оценить и температуру центральных областей Солнца.

Т_с ~ р_сm_p/kр_c ~ Gm_cm_p/kR_c ~ 2 х 10⁷К.

Двадцать миллионов кельвинов. Это, конечно, только оценка, но она не так уж далека от результатов точных расчётов.

А как же рассматривают внутреннее строение Солнца и других звёзд?

При точных расчётах весь объём звезды рассматривается как составленный из множества тонких сферических оболочек. В каждом из таких слоёв своё давление, своя температура и плотность, слабо отличающихся от этих величин в соседних слоях. Далее эти малые изменения в параметрах от слоя к слою рассматриваются с учётом ядерных реакций, выделяющих энергию, переноса этой энергии из глубин наружу, гравитационного притяжения к центру и давления наружных оболочек. Эти уравнения для малых приращений всех существующих величин от слоя к слою называются дифференциальными.

Сноска 9.

Можно заметить интересную особенность: ускорение тяготения максимально не на поверхности, а на довольно большой глубине, при радиусе всего в 0,217 солнечного. В максимуме оно в 6,5 раз больше, чем ускорение на поверхности Солнца g_c. Плотность, давление и температура монотонно убывают с радиусом. Однако давление и плотность резко падают вблизи самой поверхности Солнца, а температура начинает быстро уменьшаться уже на расстоянии одной пятой солнечного радиуса от центра. Это позволяет выделить в Солнце центральную область называемую ядром. Ядро – наиболее горячая часть Солнца с почти однородной высокой плотностью, в сотню раз большей средней. Именно ядро и является источником почти всей солнечной энергии, всё же остальное – это «одеяло» ядра, не дающее ему остыть, медленно проводящее к поверхности энергию центральной области.

В глубоких недрах Солнца температура так велика, что всё вещество ионизировано полностью, состоит из атомных ядер и свободных электронов. Однако при подъёме к солнечной поверхности последовательно происходит две рекомбинации гелия и рекомбинация водорода. Рекомбинация, означает воссоединение: из ионов и электронов образуются сначала ионы с меньшим зарядом, а затем электрически нейтральные атомы. При рекомбинации средняя молекулярная масса μ увеличивается. Газ с большей молекулярной массой при равных условиях имеет большую плотность. Такая ситуация способствует возникновению конвекции в оболочке Солнца при расстоянии от центра r > 0,7 R_c.

Условие возникновения конвекции далеко не очевидно. Оказывается, недостаточно, чтобы среда сверху была холоднее нижней, - для конвекции необходимо, чтобы падение температуры с высотой превосходила некоторый предел. Увеличение с высотой средней молекулярной массы существенно способствует конвекции, ведь сверху оказывается потенциально более тяжёлый газ. На Солнце это происходит при рекомбинации.

Насколько точны эти расчёты, достаточно ли хорошо знаем мы солнечные глубины? Основная трудность в построении моделей Солнца состоит в том, что нам недостаточно известен химический состав недр, - содержание тяжёлых элементов в ядре Солнца может быть заметно большим, чем на его поверхности. Этот состав тоже рассчитывается в различных предположениях о перемешивании солнечной плазмы, но неопределённость его пока не мала. Тем не менее, считается, что точность, с которой нам известны параметры солнечных глубин, составляет примерно 10%. Уверенность в этом подтверждается тем обстоятельством, что температура и плотность вещества в ядре Солнца оказались именно такими, какие нужны для поддержания там ядерных реакций. Эти реакции называются ядерными не потому, что они происходят в солнечном ядре, а потому, что реагируют ядра атомов. При высоких температурах и давлениях ядра лёгких элементов при столкновении могут соединяться и образовывать ядра новых, более тяжёлых элементов.

Источник энергии звёзд в прошлом веке был неизвестен. В 1905 году при создании теории относительности А. Эйнштейн обнаружил, что закон сохранения энергии и закон сохранения массы, хорошо известный из химии, есть на самом деле единый закон. Масса системы до и после взаимодействия может оказаться различной, но разность масс или, как говорят, дефект массы Δm, в точности компенсируется изменением кинетической энергии системы: ΔЕ = - mc². Таким образом, в любых реакциях сумма Е + mc², полная энергия системы, сохраняется точно.

Экспериментальную проверку этого утверждения удалось провести только после открытия возможности ядерных превращений, ядерных реакций Э. Резерфордом в 1918 году.

Атомные ядра можно считать состоящими из положительно заряженных протонов и электрически нейтральных нейтронов. Число протонов в ядре равно порядковому номеру элемента. В нейтральном атоме число электронов, заряженных отрицательно, совпадает с числом протонов. В атомах электроны движутся вокруг ядер на расстояниях 10^-10 – 10^-9м. Ими определяются химические свойства элементов. Изменение числа нейтронов в ядре не сказывается на химической природе атома. Оно даёт ядерные видоизменения элементов, изотопы, отличающиеся массой ядер. Атомные массы большинства химических элементов близки к целым числам. Ещё ближе к целым числам атомные массы отдельных изотопов. Происходит это потому, что масса протона m_р близка к массе нейтрона m_n, а энергия связи этих частиц в ядре меньше, чем m_pc². Энергия связи создаётся ядерными силами. Эти силы являются силами притяжения, действующими между частицами атомных ядер, протонами и нейтронами. При этом ядерное притяжение почти не зависит от вида частицы: взаимодействие двух нейтронов такое же, как двух протонов и совпадает с ядерным взаимодействием между протоном и нейтроном. Но в отличие от электромагнитных сил ядерные силы действуют только на очень малых расстояниях. Радиус ядерного взаимодействия r₀≈1, 5 х 10^-15м и примерно совпадает с размерами протона и нейтрона. Если несколько протонов и нейтронов находятся на расстоянии порядка r₀, то они объединены ядерными силами в компактную группу – атомное ядро. Объём атомных ядер возрастает пропорционально суммарному числу протонов и нейтронов в ядре. Размер ядер в сотни тысяч раз меньше размеров атомов. Размер даже тяжёлых ядер порядка нескольких радиусов взаимодействия ^.r₀. Притяжение ядерных сил намного превосходит электрическое отталкивание протонов на таких малых расстояниях. Но уже на расстояниях в несколько размеров ядер ядерные силы становятся чрезвычайно малыми. При перестройке атомных ядер при ядерных реакциях короткодействующие, но большие силы притяжения совершают на расстояниях порядка r₀ вполне заметную работу. Эта работа и приводит к появлению дефекта масс. В то же время уменьшение суммарной массы при ядерных реакциях приводит к выделению энергии. Это кинетическая энергия продуктов реакции, вновь образовавшихся ядер и энергия частиц, в частности, энергия фотона, кванта электромагнитного излучения, выделяющегося при реакции. В конечном счёте большая часть всей энергии, выделяющейся при ядерных реакциях в недрах звёзд, переходит в тепловую энергию. Быстро движущиеся частицы тормозятся окружающим веществом, фотоны тоже поглощаются плазмой.

Предполагается, что Солнце – звезда второго поколения. По современным понятиям эволюция звёзд протекает в два этапа. Сперва из дозвёздного вещества, состоящего из трёх четвертей водорода и четверти гелия по массе, образуются звёзды первого поколения. Это массивные звёзды, и реакции протонного цикла проходят в них довольно быстро. Наконец, в их центре водорода остаётся мало и горение приостанавливается. Звезда сжимается, давление и температура в ней резко возрастают и начинает «гореть» гелий. Это критический момент истории звезды. Если масса её была достаточно большой, то синтез элементов на этой стадии проходит взрывообразно: вещество разогревается до температур в сотни миллионов градусов, проходят и энергетически невыгодные реакции синтеза тяжёлых элементов, но сама звезда взрывается. При этом и водород, и тяжёлые элементы рассеиваются во Вселенной. После взрыва звёзды первого поколения вещество, обогащённое малыми примесями практически всех элементов, может снова под действием гравитационного притяжения собраться в звёзды. Это и будут звёзды второго поколения. Взрыв звезды первого поколения, выбросивший вещество, из которого образовалась наша солнечная система, произошёл около 5 миллиардов лет назад. Большинство звёзд галактики, как и Солнце, звёзды уже второго поколения. Есть в ней и водородно-гелиевые звёзды, ещё не успевшие в своём развитии дойти до взрыва. Впрочем, взрыв звезды событие редкое.

Почему же Солнце не взрывается? Ведь кажется, что всё это почти дословно может относится и к нему. Допустим, в каком-то месте внутри Солнца температура оказалась чуть выше равновесной. Тогда в этом месте ядерные реакции пройдут более интенсивно, это приведёт к ещё более сильному местному нагреву, вовлекающему в быструю ядерную реакцию всё более обширные прилегающие области солнечной плазмы. Теплоотвод с повышением температуры тоже возрастает, но не в такой степени – избыточное тепло не успеет излучиться. Что же получается? Малое температурное возмущение должно наростать, оно неустойчиво. Такая неустойчивость, казалось бы, должна привести к взрыву – в интенсивную реакцию, сжигающую всё ядерное горючее, будет вовлечена вся звезда.

Как уже говорилось, звёзды иногда и взрываются. Всё, что нас окружает, когда-то было веществом взорвавшейся звезды. Вспышки звёзд наблюдаются и сейчас. Бывает, что какая-нибудь малозаметная звезда вдруг, за недели, становиться очень яркой, увеличивает свою светимость в миллионы раз. Тогда астрономы называют эту звезду новой, а само отмеченное событие – вспышкой новой. После вспышки такая звезда медленно, возвращается к более или менее первоначальному состоянию.

Гораздо реже наблюдаются ещё более грандиозные явления, получившие название вспышек сверхновых звёзд. Последние замеченные вспышки сверхновых в нашей галактике были в 1054, 1572 и в 1604 годах – имеются в виду, конечно, те годы, когда свет взрывов дошел до нас. Но вспышек сверхновых с тех пор в нашей галактике нет.

После взрыва сверхновой светимость тоже быстро спадает, но звезда уже теряет свой прежний облик. На месте вспыхнувшей сверхновой остаётся быстро вращающаяся нейтронная звезда, пульсар, а всё остальное вещество с большой скоростью разлетается от него. Нейтронные звёзды размером всего лишь около 10 км по массе своей близки к Солнцу. Их гравитационное поле настолько велико, что под действием огромных давлений электроны всех атомов вдавливаются в ядра, протоны ядер превращаются в нейтроны.

Однако нашему светилу не грозит перспектива таких страшных превращений. В большинстве звёзд термоядерные реакции протекают устойчиво. Нужны весьма особые условия для того, чтобы звезда взорвалась. Вот что обеспечивает устойчивость звёзд. Если почему-либо в звезде выделяется лишняя энергия, то на много раньше, чем начнутся интенсивные ядерные превращения, в этом месте звёзды успеет выровняться давление, а звезда в целом слегка расширится. Радиус звезды при этом увеличится. Температура звёздных недр, обратно пропорциональна радиусу звезды (как показывает формула), поэтому она должна охладиться. Таким образом, выделение энергии, нагревание звезды, приводит к уменьшению её температуры. Звёзды как бы сами выбирают свой размер. Их светимость и радиус при одинаковом составе зависит только от их массы.

Основная причина, по которой работает этот механизм устойчивости звёзд, это медленность ядерного горения и теплоотвода по сравнению с временем выравнивания давления. Давление, возмущённое какой-либо причиной, стремится принять равновесное значение со скоростью звука. Скорость звука примерно равна скорости теплового движения атомов ű ~ (kT/m_н)^½. Поэтому даже самые большие по размерам возмущения давления внутри Солнца успевают выравниваться. τ₁ ~ R_c/ű ~ 25 мин.

Характерное время теплоотвода энергии из центральных областей Солнца гораздо больше. При определении времени, за которое энергия, выделяющаяся при ядерных реакциях, достигает поверхности Солнца. Допустим, в центре Солнца реакции прекратились, через какое время, через какое время мы смогли бы заметить это по охлаждению поверхности? Удельная теплоёмкость солнечной плазмы по порядку величины равна k/m_н. Поэтому полный запас тепловой энергии Солнца есть

Е_т ~ m_ckT_c/m_н ~3 х 10⁴¹Дж.

Разделим эту энергию на светимость, тепловую мощность Солнца, оценим время его теплового охлаждения

τ₂ ~ Е_Т/L_c ~ 3 х 10¹⁴ С ~ 10⁷ лет.

Как мы видим, оказывается, Солнце и без ядерной энергии светило бы целую геологическую эпоху. Однако возраст Солнца, как известно, намного больше. Существенно больше и время выгорания солнечного водорода, оно не меньше 10¹⁰ лет.

Гравитационная энергия Солнца по абсолютной величине оказывается того же порядка, что и его тепловая энергия Е_Т. Сила тяготения – это сила притяжения, поэтому гравитационная энергия отрицательна. Для двух тел с массами m₁ и m₂ на расстоянии R она равна - Gm₁ m₂ /R. Чтобы точно подсчитать собственную гравитационную энергию Солнца, нужно учесть распределение плотности в нём, т.е. зависимость плотности от расстояния до центра. Но если интересоваться только порядком величины энергии гравитационного притяжения, то можно написать без численного коэффициента: Е_гр ~ Gm²_c/R_c. Эта величина по модулю оказывается равной 4 х 10⁴¹Дж; она действительно того же порядка, что и тепловая энергия Е_Т.

Однако роль гравитационной энергии в эволюции звёзд тоже очень существенна. Уменьшение её при сжатии разогревает вещество при образовании звёзд вплоть до температур, при которых начинается ядерное горение водорода. В дальнейшем баланс тепловой и гравитационной энергии обеспечивает устойчивость звёзд.

Из закона сохранения энергии следует, что уменьшение раз