Начало в "Астрофизика для чайников и учёных": http://www.proza.ru/2017/04/14/750
Посмеёмся, мой Кеплер, великой глупости людской (Галилей).
О существовании «звёздных ветров» и межзвёздного газа (МГ) стало известно где-то в середине прошлого века. Оказывается, пустоты нет нигде во Вселенной, и более 99 процентов всего вещества в обозримой части Вселенной (Метагалактике или Галактике) приходится на МГ. Если это действительно так, то это многое меняет, ведь у любого газа есть физические свойства, в том числе и оптические.
Не мудрствуя ни лукаво, ни научно, предположим, что межзвёздный газ – это своего рода продукт жизнедеятельности звёзд. Да, звёзды в своих недрах нарабатывают «звёздный ветер», то есть гелий и водород, и этим «ветром» уже заполнили объём Вселенной до средней плотности 100 атомов на куб. сантиметр. Но… тогда все современные звёзды – это «потомки» давно умерших звёзд, а возраст Вселенной – вечность.
Однако вечность – это как раз та философская категория, что менее всего поддаётся осмыслению. Да, слаб человек… потому и существуют различные теории, отвергающие эту самую вечность. Но, не смешите вечность, господа! Наилучшее на сегодняшний день представление о вечности Вселенной может дать знаменитая фотография Земли под названием «Бледно-голубая точка», сделанная зондом «Вояджер-1» с удаления всего в 6 млрд. километров.
Более 90 процентов вещества МГ приходится на атомарный водород. А сам факт существования такого «объёмного» газа как раз и говорит о вечности конкретного атома водорода, способного существовать дольше Солнечной системы, как минимум. Впрочем, последнее никто и не отрицает. Даже сторонники смешной гипотезы Большого космического взрыва математической точки считают водород примитивной и первичной формой существования материи, возникшей почти сразу после Взрыва: дескать, из водорода-то и были «слеплены» все протозвёзды и протопланеты; мол, «водородная дегазация» звёзд и планет, наблюдаемая в наше время, и есть тому доказательство… Но мы в своих выводах не будем столь поспешны и легкомысленны, надеюсь.
Само существование МГ невозможно представить не только без вечности атома водорода, но и без исключительной способности атомов водорода к движению взаимного отталкивания. Атомы водорода – это и есть совершеннейшие «антигравитоны», способные отталкиваться не только от гравитации массивных небесных тел, но и от гравитации соседних атомов. «Как они это делают?» – другой вопрос. Каким образом из горячего газообразного водорода (способность атомов к движению взаимного отталкивания пропорциональна температуре), образовавшегося вскоре после Взрыва, могли быть созданы небесные тела – совершенно непонятно. Впрочем, понятно как – никак.
Способность двух атомов водорода и к движению взаимного отталкивания, и к движению гравитационного сближения неизбежно приведёт к остановке двух одиноких атомов на каком-то определённом удалении друг от друга. А если атомов в ограниченном объёме много, то они обязательно создадут среду из равноудалённых и относительно неподвижных атомов, находящихся в состоянии взаимного отталкивания. И это будет среда с ненулевой упругостью, очень способная к передаче колебаний – звуковых и электромагнитных . Причём, чем холоднее и разреженнее газ, тем он лучше проводит эл. магнитные колебания, в том числе и светового диапазона. Эйнштейн ведь так и говорил: мол, наибольшая скорость света возможна только в вакууме. А космический вакуум – это и есть очень разреженный холодный газ. Так что, в гипотетическом «светоносном эфире» нет надобности ровно никакой, ибо это атомы прозрачной среды являются и «приёмниками», и «передатчиками» эл. магнитных импульсов световой волны.
Вообще-то, все физические явления, обусловленные синхронностями в движениях атомов и в движениях частиц в атомах и сложением гравитационных и поступательных моментов синхронных атомов, мы сейчас – уже только по привычке – называем электромагнитными, а не гравимагнитными. Но речь сейчас не об основах гравитационной физики. Скажем только, что Вселенная «фонит» так называемым «реликтовым излучением» благодаря как раз тому, что гравимагнитные синхронности в разреженном и холодном межзвёздном газе, имеющем к тому же ненулевую упругость, возникают очень легко и даже как бы сами по себе. В земных условиях ярким примером таких гравимагнитных синхронностей в неподвижном холодном газе является северное сияние. Кстати, учёными считалось, что связь с космическими зондами будет потеряна на удалении 7-8 млрд. км. Однако связь с "Вояджерами" стала улучшаться по мере их приближения к теоретической границе Солнечной системы, то есть к межзвёздному газу. Это позволило перезапустить программы зондов и продолжить работу с ними.
Только наличие у массивных небесных тел «звёздного ветра» и является причиной их светимости. И объясняется это просто: атомы водорода и гелия, с большой скоростью покидающие поверхность звезды, сталкиваются с тяжёлыми атомами металлов и не дают последним упасть на поверхность звезды. Так образуется "кипящая" или «динамическая" звёздная корона, которая и является источником эл. магнитных волн самой разной частоты. Отсюда: чем больше сила тяжести и, соответственно, больше начальная скорость «звёздного ветра» у поверхности конкретной звезды, тем она ярче. Это тривиальный закон светимости звёзд.
В качестве справки: начальная скорость атомов водорода у поверхности Солнца – 1200 км/с; мимо Земли атомы водорода проносятся со скоростью 700 км/с; а на удалении от Солнца в 10 миллиардов километров их скорость всего 300 м/с (данные с «Вояджеров»). Температура на поверхности Солнца не превышает и 10 тыс. градусов, тогда как температура её динамической короны – до двух миллионов градусов. Солнце – жёлтый карлик. Но когда-то этот «карлик» обязательно расширится и покраснеет – такова жизнь звёзд. Со смертью и с рождением звёзд в свете вечности Вселенной особых вопросов тоже не возникает: звёзды рождаются, когда «неотработанное» и остывшее вещество бывших красных гигантов «схлопывается»… Таким образом, смерть звезды – это и есть её рождение. И в вечности иначе быть не может.
«Антигравитационные" свойства атомов гелия выражены в меньшей степени. Именно поэтому атомы гелия, входящие в состав «звёздного ветра Солнца», не покидают пределы Солнечной системы, а останавливаются и образуют так называемую «гелиосферу», то есть гелиевый пузырь. Но Солнце движется в космосе, а атомы гелия в «стенках пузыря», находящиеся впереди по ходу Солнца, отталкиваются от гравитационной массы приближающейся звезды. Так образуется «гелиевый ударный фронт», а образование «гелиевого хвоста» объясняется всё тем же законом гравитационного захвата, благодаря которому существуют, например, хвосты у комет. Очевидно, гелиевый ударный фронт есть у всех движущихся звёзд… и «водородный ударный фронт» – тоже.
Думается, не будет большой ошибкой, если просто сказать, что межзвёздный газ состоит только из неподвижных и равноудалённых атомов водорода, находящихся в состоянии взаимного отталкивания. Если в этот газ поместить, скажем, большой валун, то атомы водорода оттолкнутся от него, и вокруг валуна тут же образуется абсолютная пустота. Вот почему лёгкая комета или маленький космический зонд могут лишь по инерции лететь в межзвёздном газе сотни лет и не испытывать при этом никакого замедляющего действия со стороны межзвёздной среды, хотя о существовании ударных фронтов у комет давно известно. Получается, что это не комета расталкивает атомы межзвёздного газа, а это атомы сами расступаются перед ней. Это можно сравнить с беспрепятственным прохождением короля через толпу. Да, в толпе будет давка, но короля она не коснётся. Гравитационное воздействие тем и отличается от механического (ньютоновского) взаимодействия, что оно не подчиняется третьему закону Ньютона (действие всегда равно противодействию). На то, что гравитация – это не взаимодействие и не сила взаимного притяжения, самому Ньютону указывал ещё Христиан Гюйгенс. Такого же мнения о гравитации был и Эйнштейн, но и его искривление пространственно-временного континуума массивными телами тут тоже ни при чём. У гравитации квантовая электромагнитная природа. Вернее, это у эл. магнетизма квантовая гравитационная природа. Но «гравитационный момент атома» вы в школе не проходили.
Кстати, молекулы азота и кислорода, из которых преимущественно и состоит атмосфера Земли, тоже ведь имеют способность к движению взаимного отталкивания и к отталкиванию от больших гравитационных масс. При атмосферном атомном взрыве возникает мощнейшая ударная волна огромной разрушительной силы, чего, ради правды говоря, создатели первой атомной бомбы никак не ожидали (результат превзошёл их мечтания). А обусловлена она тем, что частицы воздуха сами устремляются прочь от огненного шара, образуя сферическую ударную волну.
Знаете ли, у гравитации есть неотъемлемое свойство связываться взаимодействием масс при воссоединении частиц в атомы и исчезать из окружающего гравитационного пространства (дефект суммарной массы соединённых частиц), а также высвобождаться при распаде атомов (профит суммарной массы разъединённых частиц). При этом дефект масс всегда равен их возможному профиту. Это "симметричный" закон сохранения гравитации, подтверждённый множеством опытов. Атомный взрыв «силён» как раз мгновенным профитом гравитации в ограниченной области пространства. Так что, атомный взрыв – это гравитационное явление, и его Е = дельта m на с в квадрате. Пусть пока будет так. Можете посмотреть видео различных атомных взрывов и убедиться в этом. Похоже, прав был Ньютон, когда говорил: дескать, гравитация - это единственная движущая сила во Вселенной. Очевидно, имея в виду не Вселенную, а "космос".
Далее мы будем исходить из того, что плотность межзвёздного газа во всём объёме Метагалактики не может быть однородной хотя бы по причине космических расстояний. И проще всего такие неоднородности можно представить в виде огромных пузырей. К примеру, все звёзды окружены пузырями с повышенной плотностью межзвёздного газа, а все галактики – с пониженной плотностью. Если весь межзвездный газ – продукт жизнедеятельности звёзд, то наибольшая плотность межзвёздного газа будет в околозвёздном и внутригалактическом пространствах, а наименьшая – в межгалактическом. Соответственно, наибольшая скорость света будет в межгалактическом пространстве. Впрочем, это может быть и совсем не так. Наименьшая плотность вещества МГ и наибольшая скорость света может быть между гелиевым и водородным ударными фронтами движущейся звезды. И это один астрофизик уже доказал. Его имя Хэлтон Кристиан Арп (1927-2013).
Показатель преломления прозрачной среды тем больше, чем меньше скорость света в данной среде. Это закон преломления (рефракции) света из школьных учебников. Свет звёзд из самых далёких галактик приходит к нам через межгалактические пространства более близких галактик. В межгалактических пространствах скорость света большая, а в околозвёздных и внутригалактических пространствах – она существенно меньше. На границах двух сред с различными коэффициентами преломления и наблюдается преломление света. Причём, при переходе луча света из «быстрой» среды в относительно «медленную» происходит увеличение частоты и уменьшение длины световой волны и наблюдается смещение спектров в сторону «фиолетового конца» спектров; а при переходе луча света из «медленной» среды в «быструю» всё с точностью до наоборот – частота уменьшается, длина волны увеличивается и линейчатые спектры химических элементов смещаются в сторону «красного конца» спектров.
Объясняется это просто: при замедлении луча света на границе прозрачных сред задние импульсы догоняют передние, в результате чего частота импульсов увеличивается, а расстояние между импульсами (длина волны) сокращается. Если такой замедленный луч света пропустить через спектроскоп, то обнаружится «фиолетовое смещение» линейчатых спектров. С ускорением луча всё происходит с точностью до наоборот: задние импульсы отстают от передний, и длина волны увеличивается, поэтому линейчатые спектры химических элементов источника света смещаются в сторону красного конца спектров. Однако неоднородности межзвёздного газа не имеют чётких или резких границ или переходов, поэтому скорость света не может в таком объёмном газе изменяться скачкообразно. Но сути рассуждений это не меняет.
Однако «покраснение» или «посинение» луча света может наблюдаться и тогда, когда источник света или наблюдатель с большой скоростью движутся внутри светоносной среды. Если источник света движется к наблюдателю, то происходит увеличение частоты и «посинение» спектров (задние импульсы догоняют передние); если источник колебаний движется от наблюдателя, то происходит уменьшение частоты колебаний и смещение линейных спектров в сторону красного конца спектров. Это оптический эффект Доплера, известный теоретикам с конца Х1Х века.
«Красное смещение» в спектрах самых далёких звёзд было обнаружено в начале прошлого века. Учёные, не зная о существовании МГ, объяснили это явление не законом преломления света, а оптическим эффектом Доплера и удалением далёких звёзд. Отсюда: «Кажущаяся скорость удаления звезды тем больше, чем больше расстояние до неё» (закон Хаббла в редакции самого Эдвина Хаббла). Но в нашей галактике (галактике Млечного пути) почему-то почти ни одна звезда не удаляется, а «покраснение» спектров наблюдается только в излучениях самых далёких звёзд, находящихся в других галактиках. Отсюда: «Кажущаяся скорость удаления галактики тем больше, чем больше расстояние до неё» или «Красное смещение» спектров звёзд галактики от солнечного номинала тем больше, чем больше расстояние до неё». Это закон космологического «красного смещения», на котором основана современная и самая научная теория ускоренно расширяющейся Вселенной.
Но Хэлтон Арп обнаружил большие расхождения показателей «красного смещения» в спектрах излучений звёзд, находящихся в одних и тех же галактиках, то есть на одинаковых от нас расстояниях. Он даже составил атлас из 300 таких "пекулярных" (или неправильных) галактик. Из его наблюдений следовало, что это не галактики, а звёзды в галактиках с огромными скоростями движутся либо к нам, либо от нас. И мы ведь эту «кажущуюся видимость» уже объяснили. Да, если звезда движется в нашем направлении, то она толкает перед собой гелиевый и водородные ударные фронты, в интервале между которыми максимально возможная пустота и максимальная скорость света. В этом промежуточном пространстве истинный свет звезды мгновенно «растягивается и краснеет». Если соседняя с ней звезда движется от нас, то свет от неё проходит через её плотный гелиевый хвост, в котором свет звезды «сжимается и синеет»… Выходит, если в своих рассуждениях отталкиваться только от знания оптического эффекта Доплера и забывать при этом о существовании межзвёздного газа и о простых законах преломления света, то можно сделать выводы прямо противоположные действительности.
Вот такой, знаете ли, вселенский оптический обман может получиться. И называется этот обман "Теория Большого взрыва" и "Теория ускоренно расширяющейся Вселенной".
Продолжение в "Звёздные рефракции - открытие, которого не ждут": http://www.proza.ru/2017/06/04/1720