Реферат: Глобальная история Вселенной (физика)

Предположения о том, что неньютоновская гравитация не вполне адекватно описывает ситуацию в астрофизике, возникли достаточно давно. Основой для таких предположений, т.е. предположение о нарушении (или недостаточности) закона обратных квадратов при изучении явлений на масштабах, значительно превышающих солнечную систему, послужила разница в оценке плотности массы галактик, необходимой для того, чтобы помешать их разбеганию и оценке, основанной на соотношении масса – светимость. Прямыми измерениями можно определить светимость звезды и галактики, и каждой единице светимости прописано определенное количество единицы массы. Так для Солнца отношение масса – светимость полагается равным 1. Поскольку динамика ближайших галактик хорошо известна, то массы их можно определить достаточно          точно, например, измеряя скорость вращения. Видимые области нашей галактики состоят с отношением масса – светимость равным 10. Отсюда делается вывод, что для отдельных эллиптических галактик отношение масса – светимость для центральных областей порядка 10.

Сравнительно недавно из измерений радиоизлучения нейтрального водорода были определены скорости вращения большого числа галактик. Это вращение было прослежено вплоть до внешних областей дисков галактик. Результат оказался весьма неожиданным – скорость вращения оставалась примерно постоянной. Ранее же предполагалось, что если основная масса галактики сосредоточена во внутренних областях, то внешние части должны иметь меньшую плотность и быть более слабо связанными. Поэтому действующая на них центробежная сила должна быть меньше, а вращение медленным. Однако такое утверждение противоречит полученным экспериментальным данным; скорость вращения оставалась постоянной, меняясь, как это показано на графике (рис. 39).

Рис. 39

Большинство астрономов предполагает, что следствием этого факта является значительно большая величина отношения «масса – светимость». Следовательно, галактики должны иметь большую массу, чем это считалось прежде, и истинное отношение «масса – светимость» должно быть порядка 30 или еще больше. Откуда родилась гипотеза о темной материи (невидимой материи), которая не испускает электромагнитных волн, однако обладает отличающейся от нуля массой».

Наша земля постоянно получает солнечные нейтрино, поэтому в центре Земли происходят термоядерные реакции и увеличивается масса Земли. Кроме этого, Земля является большим магнитом. Как я уже говорил раньше, термоядерные реакции и электрические реакции атомного обмена взаимосвязаны.

Как же на самом деле устроен магнит? Магнит представляет собой замкнутую гравитационно-электромагнитную систему. Как мы знаем, электроны текут от положительного заряда к отрицательному. Как это происходит? На положительном потенциале концентрируются свободные электроны. Их может сконцентрироваться так много, что они, отталкивая друг друга, будут покидать положительный потенциал. На отрицательном потенциале, наоборот, существует недостаток свободных электронов. И при соединении положительного и отрицательного потенциалов электроны перетекают на отрицательный заряд. Но это не вся реакция. Часть электронов, попадая на отрицательный потенциал, аннигилируют с ядром. При этом в основном происходит третья реакция b-распада. Как известно, при этой реакции выделяется нейтрино. Нейтрино содержит отрицательный заряд, поэтому подчиняется тем же законам, что и электрон. Нейтрино будет отталкиваться от электронов. На отрицательный полюс постоянно поступают свободные электроны, поэтому у нейтрино нет другого пути, кроме как на положительный полюс. При этом, притягиваясь к положительному полюсу, нейтрино будут выталкивать электроны на отрицательный полюс и процесс повториться. Надо сказать, что этот процесс очень медленный, поэтому магнит теряет очень мало электронов и нейтрино, и практически он вечен. Этот процесс указан на рис. 40.

Рис. 40

Иными словами, константа тяготения может отличаться от полученной экспериментальной. Часть нейтрино все равно исчезнет в портале и станет топливом для термоядерных реакций, происходящих внутри Земли, впрочем это характерно для всех планет в нашем мире.

[1]: «В Основной Теории Относительности не существует понятия абсолютного времени и абсолютного пространства. Ни одна из четырех координат не обладает, как правило, реальным физическим смыслом и не может быть непосредственно измерена. Исключения составляют локальные системы координат, связанные с наблюдателем, например, топоцентрическая система координат. В указанном случае координатное время непосредственно измеримо с помощью часов, так как отождествляется по предположению с собственным временем наблюдателя. Пространственные координаты могут быть измерены в непосредственной близости от наблюдателя посредством измерительной линейки.

Астрономическая система координат называется не вращающейся в кинематическом смысле в том случае, если ее пространственные оси являются фиксированными по отношению к внешним, достаточно удаленным астрономическим объектам (квазарам), которые считаются неподвижными по определению. В классической Ньютоновской теории тяготения кинематическое и динамическое определения отсутствия вращения астрономической системы координат совпадают. Однако в общей Теории Относительности эти определения в общем случае не являются эквивалентными.

Анализ уравнений Эйнштейна показывает, что вращение астрономических систем координат, связанных с системой тяготеющих тел (одним телом), отсутствует как в динамическом, так и в кинематическом смыслах лишь тогда, когда гравитационное влияние внешних по отношению к системе тел (телу) масс ничтожно мало. В частности, из сделанного нами предположения, что барицентрическая система координат является не вращающейся как кинематически, так и динамически. Поэтому с теоретической точки зрения понятия кинематической (построенной по наблюдению квазаров) и динамической (построенной по наблюдению больших и малых планет Солнечной системы), астрономических систем отсчета являются эквивалентными.

Различие в определениях понятий динамического и кинематического вращений проявляется на примере геоцентрической системы координат. Действительно, геоцентрическая система координат привязана к Земле, которая подвержена гравитации со стороны внешних масс – Луны, Солнца и т.д. Поэтому геоцентрическую систему координат принимают как невращающуюся и кинематически. Динамически невращающаяся геоцентрическая система координат медленно вращается по отношению к пространственным осям, барицентрическая система координат, привязанным к «неподвижным» звездам. Это вращение хорошо известная геодезическая величина, равная 1\\92 (столетие)».

Речь в этих статьях идет о неравномерном распространении гравитации в нашем мире, но все это легко понять, взглянув на схему миров нашего мира: основное направление гравитации, отраженные гравитационные волны, гигантская Сверхновая, взрывы Сверхновых и наконец, многочисленные галактики и системы – все это влияет на накопление гравитацией. Что же тогда с теорией относительности? Ее можно забыть? Да ни за что на свете! Давайте снова вспомним правило распространения энергии, выведенное Эйнштейном: E = mc2? Эйнштейн был настоящим пророком, ведь выведя эту формулу, он не знал, как точно распространяется гравитация, но формулу он вывел точно! «Что такое скорость света?» – это скорость движения фотонов. «Как образуются фотоны?» – в результате аннигиляции электронно-позитронной пары. «Как образуются позитроны?» – в термоядерных реакциях. «Как получаются термоядерные реакции?» – в результате деления тяжелых ядер. «Как образуются тяжелые ядра?» – в результате накопления массы – нейтрино и антинейтрино. То есть выделяемая энергия напрямую зависит от массы и скорости света. «Почему скорости света?» – спросите вы. Помните, в предыдущей главе я говорил о перемещении частиц в ничто, а от перемещения частиц в ничто зависит скорость их передвижения. Фотоны движутся между ничто по принципу «пробоя». То есть, чтобы переместиться по ничто, фотонам необходимо «растолкать» себе дорогу. Нейтрино, перемещаясь в ничто, перемещается по методу «исчезновения». То есть нейтрино, чтобы переместиться по ничто, нужно «пробить» только одно ничто на входе. При перемещении ничто по порталу, энергия, давшая первоначальный толчок и отправившая ничто по порталу, практически не расходуется. Это означает только одно, что энергия перемещения не затухает. Как же получаются фотоны, нейтрино и антинейтрино? В результате аннигиляции электронно-позитронной пары. Энергия, давшая первоначальный толчок, была одинаковой! То есть первоначальная скорость фотонов и гравитонов была одинаковой! Это значит, скорость света и гравитации первоначально была одинакова! Но это только первоначально. Проходя гигантские расстояния, скорость света затухает, а скорость гравитации – нет. Этим и можно объяснить шестичасовую разницу между нейтринно-гравитационным и фотонным излучением при регистрации взрыва Сверхновой 87А.

Незатухающая скорость света (скорость гравитации), и есть реальная величина распространения энергии. А по светимости (количеству выделенных фотонов), можно определить характер и силу термоядерных реакций, происходящих внутри звезды.

А как же быть со временем? С какой скоростью оно передвигается? Она распространяется со скоростью распространения гравитации – скоростью движения нейтрино и антинейтрино. Почему именно от гравитации зависит скорость распространения энергии и времени? Все определяется гравитацией. Что такое время по сути? Это элементарные частицы. Но это не просто элементарные частицы, а изменения, происходящие в этих частиц. Без изменений время как бы останавливается (как в вакууме в нашем мире). Изменения в элементарных частицах: физические, химические, термоядерные реакции происходят за счет накопленной гравитации. Но как в действительности происходит перемещение во времени, ведь все планеты движутся?  У каждой планеты свои орбиты. Чтобы понять, как распространяется гравитация, посмотрите на рис. 29. То есть гравитация зависит от центра масс нашего мира – гигантской Сверхновой. На рис. 41: А – направление движения нашего мира; В – направление движения времени –

Рис. 41

это направление перемещения гигантской Сверхновой, то есть направление движения нашего мира будет совпадать с направлением движением во времени. Цифрами 1, 2 и 3 показаны положения во времени гигантской Сверхновой. 1 – будущее положение Сверхновой; 2 – настоящее положение Сверхновой; 3 – прошлое положение Сверхновой. Если мы будем двигаться из настоящего  (точка 2) в направлении движения времени со скоростью света, то попадет в будущее (точка 1). Если мы будем двигаться из будущего (точка 1) против движения времени, то попадем в настоящее, в (точка 2). Если мы будем двигаться из настоящего (точка 2), против движения времени, то попадем в прошлое, в (точка 3). Если из прошлого (точка 3) мы будем двигаться в будущее, то попадем в настоящее (точка 2). Если мы от Сверхновой будем двигаться к центрам масс и антимасс Вселенной (точка 4), то для того чтобы вернуться в настоящее, надо вернуться в прошлое (ведь за время передвижения в точку 4) Сверхновая переместится во времени). То же самое происходит и при перемещении в точку 5 от центра масс и антимасс вселенной. Но не надо забывать, что гигантская Сверхновая постоянно взрывается. Также все планеты и галактики кружатся, и это тоже надо учитывать  при движении во времени. При передвижении во времени надо учитывать конкретную траекторию каждой звезды, иначе при передвижении во времени может произойти нежелательный сдвиг в пространстве.

Глава 7.  Появление жизни на Земле

Чтобы объяснить, как появилась жизнь на Земле, надо разобраться с энергией живой клетки. Обратимся к источнику [5; 40 – 41, 46]:

«Синтез и гидролиз молекул АТФ – универсальный промежуточный этап огромного количества энергетических преобразований в клетках бактерий, растений и животных – от простейших до человека. Гидролиз молекул АТФ происходит под влиянием ферментов и коферментов, входящих в состав мышечных волокон, ионных насосов, в рибосомах при синтезе белков и т.д. Из-за больших размеров органических молекул и ферментных структур места выделения и использования энергии гидролиза часто разделены расстояниями, значительно превышающими межатомные. Поэтому возникает важный вопрос о механизме эффективного переноса энергии гидролиза молекул АТФ вдоль больших белковых молекул.

Механизму транспорта энергии в биологических системах было посвящено специальное заседание Нью-Йоркской академии наук в 1973 г. Обсуждались три главных вопроса: существует ли кризис в биоэнергетике? Если да, то какова его природа? Как может быть разрешен этот кризис? Уже сама постановка этих вопросов говорила об отсутствии понимания механизма эффективного переноса энергии.

Предлагаемые объяснения наталкивались на непреодолимые трудности. Эти трудности объяснялись тем, что количество энергии, выделяемое в одном акте гидролиза молекул АТФ (~ 0,5 эВ), слишком мало для возбуждения электронных состояний белковых молекул. Их возбуждение требует энергии, на порядок большей. А энергии, выделяемой при гидролизе молекул АТФ, достаточно только для возбуждения внутримолекулярных колебаний белковых молекул. Вот почему ряд выступавших на конференции учёных, в частности М. Клейр, Д. Грин, К. Штауб, считали, что в белковых молекулах энергия гидролиза молекул АТФ переносится в виде вибрационной энергии колебаний группы атомов С = 0, входящих в состав пептидных групп всех белков. Для возбуждения этих колебаний требуется только 0,21 эВ энергии.

Это предположение активно оспаривали другие участники конференции (в частности, Г. Вебер). Они утверждали, что в конденсированной среде (водное окружение, другие молекулы) время жизни вибрационного возбуждения отдельных пептидных групп должно составлять, как и время жизни вибрационных колебаний в молекулярных кристаллах, только 10-12 с. Значит, такие колебания не могли бы участвовать в переносе энергии гидролиза молекул АТФ на расстояние, значительно превышающие размеры самих пептидных групп.

Сторонники переноса энергии вибрационными колебаниями возражали, что, по-видимому, особая структура белковых молекул может играть ключевую роль в стабилизации и увеличении времени жизни вибрационных состояний, возбуждаемых в таких макромолекулах. Однако они не смогли убедительно обосновать это утверждение. Не нашли поддержки и неовиталистические высказывания некоторых участников заседания о необходимости установления новых закономерностей, управляющих энергетическими преобразованиями в живой природе, существенно отличающимися от закономерностей, установленных при исследовании тел неживой природы.

Участники конференции так и не пришли к единому мнению. Вопрос о «кризисе» в биоэнергетике остался неразрешенным.

В том же 1973 г. была опубликована работа Н. И. Кислухи и А. С. Давыдова. Исследователи установили, что в a-спиральных белковых молекулах могут распространяться без потери энергии и изменения формы колебательные возбуждения коллективной природы. Такие возбуждения в дальнейшем получили название давыдовских солитонов.

Исследование показало, что при наличии в цепочке двух волн разной амплитуды, волна с большей амплитудой, двигаясь с большей скоростью, всегда обгоняет волну с малой амплитудой. Неожиданно оказалось, что нелинейное взаимодействие во время столкновения не сказывается на последующем движении уединенных волн. После столкновения они продолжали движение, не меняя колоколообразной формы и скоростей. Смещалось лишь немного их положение по сравнению с тем, которое они занимали бы, если бы не было столкновения.

Таким образом, при столкновении уединенные волны не обмениваются энергией. Именно поэтому в численных расчетах Ферми (1955 г.) не наблюдалась термолизация. Обнаруженное замечательное свойство уединенных волн, сближающее их поведение с поведением частиц, позволило Забуски и Крускалу назвать их солитонами – сокращение от английского названия solitary wave».

Также А. С. Давыдовым было рассмотрено, как солитоны эффективно переносят энергию в белковых молекулах, в механизме мышечного сокращения, движения с помощью ресничек, жгутиков и флагеля. Но дальнейшие исследования показали, что и этот способ транспортировки неэффективен [6; 48-49]:

«С 1973 г. киевской школой теоретиков развивается подход А. С. Давыдова к объяснению механизма транспорта энергии в биологических системах. Именно тогда была опубликована ранее упомянутая работа Н. И. Кислухи и А. С. Давыдова с описанием модели переноса энергии в a-спиральных белковых молекулах за счет солитонов – колебательных возбуждений коллективной природы, сохраняющих форму уединенной волны.

Следует сказать, что впервые наблюдал уединенные волны на воде английский инженер Джон Скотт Рассел 165 лет назад. С тех пор теория этого явления получила блестящее развитие, особенно в 60-е годы нашего столетия, когда и укоренилось название «солитон», обозначающее нелинейную уединенную волну, перемещающуюся без потери энергии и изменения формы. Такая стабильность солитона обусловлена взаимным влиянием нелинейности и дисперсии. Дисперсия задает различную скорость и, следовательно, пространственное расплывание различных гармоник (монохроматических волн) локализованного возбуждения, в то время как нелинейность обеспечивает интенсивное взаимодействие монохроматических составляющих волнового пакета. В результате перераспределения энергии при этом взаимодействии сообразуется устойчивое коллективное возбуждение, распространяющиеся как единое целое.

Согласно концепции А. С. Давыдова и его сотрудников, при гидролизе молекулы АТФ, прикрепленной к концу a-спиральной белковой молекулы (которая представляется как квазиодномерная нелинейная система с экситонной дисперсией) высвобождается энергия, распространяющаяся по a-спирали в виде солитона. При этом рассматриваются две колебательные подсистемы – возбуждение внутренних колебаний пептидных групп (амид-1) макромолекул (с дипольным моментом d = 0,35 Д и энергией возбуждения ~ 0,21 эВ) с резонансным деполь-депольным взаимодействием между собой и деформационные колебания, связанные со смещением первоначальных равновесных положений пептидных групп. Связь колебаний амид-1 со смещениями их равновесных положений характеризуется некоторым коэффициентом пропорциональности. Отсюда находится и энергия соответствующей связи. Оказалось, что если бы энергетический транспорт осуществлялся посредством распространения солитонов в биомолекулах, то внешние излучение могло бы эффективно нарушать этот процесс. Эта задача была рассмотрена для достаточно низко интенсивных СВЧ-излучений, а также для коротких и мощных СВЧ-импульсов наносекундной длительности (I0 >10 МВт/см2)».

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9