(настоящая статья была размещена 18.03.2009 на Проза.ру на странице любезно предоставленной Николаем Лебедевым 2)
С конца XVIII века в космогонических гипотезах предполагается, что «газопылевые», или «протопланетные» облака в космосе являются чем-то первичным, существовавшим изначально. Из них, якобы, и образуются небесные тела, которые, тем самым, рассматриваются как явление вторичное. И до сегодняшнего дня сторонниками подобных взглядов допускается лишь механическое перемещение в пространстве неизвестно откуда взявшегося вещества и полностью игнорируется основное положение философии о способности материи к саморазвитию. Преобразования вещества в планетах трактуются в ключе примитивных представлений об «аккреции» (слипании), «доменном процессе», «зонной плавке»; утверждается, что главными источниками энергии являются «гравитационная дифференциация вещества» и «распад радиоактивных элементов»[13]. Эти же представления лежат и в основе реанимации вегенеровских предположений о «дрейфе материков» и утверждений о так называемых «субдукции» (поддвиге) и «спрединге» (раздвиге) литосферных плит, происходящих из-за мифической «химико-плотностной конвенции в мантии»[13]. Некорректный характер указанных «достижений» научной мысли не вызывает сомнений.
Изучение ядерных реакций положило начало научному подходу к проблеме развития материи в звездах и планетах. Вместо хаотического нагромождения «случайных» событий постепенно проясняется стройная картина закономерного хода саморазвития вещества. В представленной статье, на основе анализа опубликованной за последние десятилетия литературы, показан предполагаемый ход развития материи в звёздах и планетах, начиная с появления её «ядерной формы» и до зарождения её «живой» формы.
Необходимость построения единой цепи событий, происходящих с материей, назрела давно. По нашему убеждению, изучение тех или иных явлений и событий без чёткого представления об их месте в общей цепи преобразований материи может привести и, зачастую, приводит к ошибочным выводам, которые не только дискредитируют теоретические исследования, но и наносят ущерб связанным с ними областям практической деятельности.
Основатель и руководитель Бюраканской астрофизической обсерватории академик В.А. Амбарцумян в процессе исследования звёздных систем «нового типа», так называемых «звёздных ассоциаций», ещё в середине XX века пришёл к заключению, что «обычному звёздному и диффузному состоянию вещества предшествует его сверхплотное состояние в виде тел из протовещества, то есть вещества, состоящего из элементарных частиц: гиперонов, нейтронов, протонов, электронов» [1,11]. Эти тела нами предлагается называть «прототелами». Прототела, по всей видимости, являются производными ядра нашей галактики, также состоящего из протовещества. Преобразования протовещества при возникновении звёзд нам представляется следующим образом. Вероятно, в недрах прототел в определённые моменты их развития, начинают происходить процессы, приводящие к высвобождению элементарных частиц из «плена» колоссального давления, что должно сопровождаться выделением огромного количества тепловой энергии, приводящей к интенсивному беспорядочному движению высвобождающихся элементарных частиц и, следовательно, к их неизбежному столкновению. По достижении критического количества частиц, когда расстояние между ними будет не более 1,5*10 в минус 13-ой степени см.[5], появляется возможность взаимодействия протонов друг с другом и с другими элементарными частицами, то есть возможность осуществления ядерных реакций. Экспериментальной и теоретической ядерной физикой установлено, что «в ходе ядерных «реакций слияния», через длительную цепь превращений осуществляется синтез «тяжёлых» ядер из более «лёгких» и элементарных частиц, включая образование ядер Fe и Ni. При захвате указанными ядрами свободных нейтронов происходит синтез ещё более тяжёлых ядер, вплоть до ядер трансурановых элементов» [5]. Ядра «лёгких» элементов, например, Li, Be, В образуются в ходе так называемых «реакций скалывания» [5]. Указанные реакции сопровождаются выделением тепловой энергии, измеряемой миллионами градусов [5]. Вероятно, именно так и рождаются «молодые», или «горячие» звёзды.
Постоянное поступление из недр прототела новых порций элементарных частиц должно приводить к тому, что масса уже образованных тяжёлых ядер будет постепенно «оттесняться» дальше от прототела и, следовательно, синтез ещё более тяжёлых ядер со временем будет происходить на всё большем удалении от него. В результате, центральная часть звёздного овоида вокруг прототела будет заполняться лишь наиболее лёгкими из ядер, то есть ядрами водорода, а диаметр молодой звезды всё более увеличиваться.
Вышесказанное в полной мере относится и к Солнцу. В его центральной части, вероятно, находится прототело - источник элементарных частиц. Высвобождение их сопровождается выделением огромного количества тепловой энергии, приводящей к интенсивному хаотическому движению частиц и, следовательно, к их столкновению и, в конечном счёте, к возникновению ядерных реакций. Согласно теоретическим расчетам, температура в недрах Солнца достигает многих миллионов градусов. Поэтому никаких атомов и, тем более, молекул здесь находиться не может. Вещество здесь состоит только из элементарных частиц и образующихся их них атомных ядер, среди которых преобладают ядра водорода (около50%) и гелия (около 40%). Синтез тяжёлых ядер происходит на периферии Солнечного овоида. Только в пределах фотосферы, где температура всего лишь несколько тысяч градусов, происходит формирование атомов из ядер. Здесь с помощью спектрального анализа обнаружено 2/3 химических элементов таблицы Менделеева, а также простейшие молекулы углерода, циана, водородные и другие соединения.
Таким образом, развитие материи в звёздах связано с «термоядерными реакциями и эти процессы продолжаются миллиарды лет» [5]. Из выше изложенного можно сделать вывод, что звёзды - это космические объекты, где материя находятся в переходном состоянии от протовещества к ядерной форме.
Вероятно, параметры прототел могут быть самыми различными и из очень мелких из них (в масштабе космоса) образуются «микрозвёзды». Естественно, что «запас» элементарных частиц в таких прототелах заканчивается значительно быстрее. Сокращение поступления новых порций элементарных частиц и, следовательно, сокращение выделения тепловой энергии приводит к постепенному прекращению ядерных реакций. Вслед за этим начинается снижение температуры микрозвёздного овоида. В результате, когда температура снижается до нескольких тысяч градусов, появляются условия для образования атомов. Естественно, остывание начинается с периферии овоида, которая контактирует с абсолютным холодом космоса, и так как здесь сконцентрировано наибольшее количество тяжёлых ядер, то здесь формируются и преобладают атомы с большим числом электронных оболочек. Соответственно, атомы с меньшим числом электронных оболочек, по мере остывания овоида, будут преобладать в его более глубоких горизонтах. Последними в этом ряду оказываются атомы водорода, ядра которых доминировали в центральной части овоида. Таким образом, последовательность синтеза ядер обусловливает порядок распределения атомов в разрезе остывающего овоида. Завершение процесса остывания овоида и образование в нём атомов означает окончание «звёздной» стадии его развития и переход в стадию «планеты».
Имеющиеся на сегодняшний день сведения о «больших» и «малых» планетах Солнечной системы указывают на то, что развитие вещества в их звёздную стадию, по всей видимости, происходило различно, что привело к различным результатам. Большие планеты - Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун почти на 100% состоят из водорода и содержат лишь примесь углерода или азота. Всё это свидетельствует о том, что процесс ядерных реакций в звёздную стадию развития данных планет по каким-то, пока не известным, причинам закончился на самой ранней стадии, и поэтому синтеза тяжёлых ядер в них практически не произошло. Кроме того, изучение характера вращения Юпитера и Сатурна показало, что у них отсутствует твёрдая оболочка, что является доказательством того, что процесс перехода в стадию «планеты» у них находится в самом начале.
В атмосферах малых планет - Меркурия, Венеры, Марса отмечены некоторые химические элементы первых трёх периодов таблицы Менделеева, а на поверхности Марса, кроме того, установлен элемент четвёртого периода - железо. Однако отсутствие данных о составе внутренних частей этих планет не позволяет судить о подлинной степени синтеза тяжёлых ядер в «звёздную» стадию их развития. В то же время, наличие у них жёсткой оболочки с признаками вулканической деятельности позволяет предполагать у них высокую степень синтеза тяжёлых ядер. Такую же степень синтеза тяжёлых ядер можно предполагать и в ультрамалых планетах - Ио, Луны и Тритона, у которых также имеется жёсткая оболочка и установлены признаки вулканической деятельности.
Наиболее изученной из малых планет является Земля. Современные данные о её строении и веществе позволяют считать, что синтез тяжёлых ядер, происходивший в звёздную стадию её развития, прошёл наиболее полно, вплоть до образования трансурановых элементов. Особенностью развития планеты в её постзвёздную стадию является дифференциация условий существования слагающих её атомов, возникшая в процессе уплотнения вещества. В ходе его объём сформировавшейся планеты оказался разделённым на две неравные части. Разделом их является так называемая граница Лемана, проходящая, как известно, на уровне 410 км от дневной поверхности. В нижней - большей части, где давление превышает 100 ГПа [14], внешняя электронная оболочка атомов деформирована, в силу чего атомы потеряли свои обычные химические свойства. На это впервые указал А.Ф. Капустинский [6], который на основе расчётов Штернхаймера [15], пришел к выводу, что «простое механическое перенесение на эту зону обычных представлений химии, без учёта квантовой специфики новых электронных структур, является неправильным и не может привести к пониманию превращений, происходящих в этой зоне». В свете этих данных вызывают сомнение сообщения о возможности появления в мантии минералов и их ассоциаций. [10] По нашему мнению, вещество Земли, находящееся ниже границы Лемана, оказалось «законсервированным», в «атомной» форме. Природа происходящих здесь процессов по указанной причине не ясна.
Дальнейшее развитие вещества Земли продолжилось в той части земного шара, которая расположена выше границы Лемана, где давление менее 100 ГПа [8,14], и где атомы находятся в нормальном состоянии. Здесь стало возможным образование различных их соединений по законам классической химии и вещество сформировалось в кристаллической, ионной и молекулярной формах. Формирование вещества в указанных формах, по-видимому, шло вслед за его остыванием. Естественно, остывание началось с наружной оболочки, в результате чего образовалась верхняя часть «жёсткой» оболочки Земли, так называемая «кора» (геосфера «А») [14]. Её мощность по латерали, как известно, различна: под океанами 2-3 км., на континентах до 40 км. и более [14]. Сильно увеличенная мощность её континентальных частей, по нашему мнению, возникла в результате активной деятельности так называемых «суперплюмов». [7] К началу образования коры (примерно 4 млрд. лет тому назад) процесс высвобождения элементарных частиц из недр прототела (геосфера «G») и связанное с этим выделение тепловой энергии, вероятно, стал носить затухающих характер, локализовавшись лишь на нескольких участках прототела в виде изолированных друг от друга потоков энергии, получивших название «суперплюмов» [7]. По данным Ф.А. Летникова, температура в суперплюмах превышает 4000°С. «Они, прожигая мантию, достигают верхних горизонтов планеты и оказывают на них тепловое воздействие на протяжении миллионов лет» [7]. По всей видимости, кроме «теплового воздействия», суперплюмы могли привносить с собой из глубин мантии большое количество атомов, которые здесь, после восстановления своей внешней электронной оболочки, превращались в «нормальные» атомы и могли участвовать в «строительстве» коры, постепенно «приращивая» её снизу. Вероятно, этот процесс шёл наиболее активно в районах выхода суперплюмов к формирующейся коре. Именно в этих районах и начинали создаваться будущие «континенты». Изучение фундамента коры в районах «континентов», в частности на Сибирской платформе, показало, что он формировался из отдельных разновозрастных мегаблоков [12]. Это свидетельствует о том, что сами суперплюмы не являлись единым «потоком», но состояли из разрозненных во времени и пространстве отдельных «струй».
«Коровый» этап развития вещества на Земле ознаменовался важнейшими событиями. Во-первых, появилась органическая фаза материи, главной предпосылкой чего было наличие её молекулярной формы. Появлению и развитию этой фазы несомненно способствовала деятельность суперплюмов, которыми из глубин мантии сюда привносились в неограниченном количестве Н, О, С, N, являющиеся, как известно, главным «строительным» материалом для «органики». Известно, что из углеродсодержащих газов может происходить синтез разнообразных органических соединений, как-то углеводородов, аминокислот, вплоть до образования нуклеиновых кислот ДНК и РНК. Известно также, что молекулы РНК способны к самовоспроизведению и участвуют в передаче генной информации, то есть являются первыми «живыми» объектами.
В последние десятилетия установлено, что Земля не является единственным космическим объектом, где материя развилась до органической фазы. По данным ГП. Вдовыкина [3], в каменных метеоритах - углистых хондритах обогащенных углеродом, «основная часть углерода представлена высокомолекулярным (полимерным) органическим веществом, имеющим конденсированную ароматическую структуру, в которой содержатся свободные органические стабильные радикалы. По своей структуре оно имеет сходство с земным керогеновым веществом осадочных пород, исходно образованном из биогенного материала». Особый интерес представляют находки в органическом веществе углистых хондритов пуриновых и пиримидиновых азотистых оснований, входящих, как известно, вместе с аминокислотами в два класса биополимеров-нуклеиновых кислот-ДНК и РНК, характеризующихся присутствием двойной спирали Уотсона-Крика [3]. Так как метеориты - это обломки жёстких внешних оболочек некогда существовавших планет, то остаётся признать, что в Солнечной системе был планетный источник подобных метеоритов и его вещество также проходило «коровый» этап своего развития. Возможно, им была планета, располагавшаяся между Марсом и Юпитером (планета №10, или Церера), осколки которой, по предположению немецкого астронома начала XIX века Г.В, Ольберса, и составляют так называемый «пояс астероидов».
Во-вторых, исключительно важным событием в ходе развития органической фазы материи явилось появление её клеточной структуры, то есть элементарной живой системы. Революционное значение этого события заключается в том, что данная структура оказалась микрогенератором энергии, то есть способной, извлекая из окружающей среды необходимые ресурсы, вырабатывать внутри себя энергию [9], с помощью которой осуществляется её в значительной степени автономное от окружающей среды существование. Клеточная структура явилась более высокой ступенью развития органической фазы материи в частности и принципиально новой формой существования материи вообще. Дальнейшее развитие материи на Земле пошло по пути совершенствования этой структуры.
Таким образом, вещество наружной оболочки Земли, благодаря деятельности суперплюмов, достигло в своём развитии уникальных в солнечной системе результатов. Однако роль суперплюмов этим не ограничивается. Поступление с ними огромного количества летучих обусловило образование «защитных» оболочек Земли в виде гидро- и атмосферы. Только в этих условиях весьма хрупкие органические соединения могли сохраниться и нормально развиваться. Итогом явилось не только накопление огромных залежей углеводородов в толще коры, но, что самое важное - появление живой формы материи.
Несомненно, что в этом процессе определенную роль сыграл и внеземной, то есть космический фактор, обеспечивший возможность зарождения жизни на земле. Известно, что жизнь могла появиться лишь в определенный момент развития Вселенной, когда в результате «разбегания» галактик плотность коротковолновых излучений от соседних галактик достигла минимальных значений. Это вызвало снижение температуры во Вселенной до величины приемлемой для существования органических соединений. Согласно палеонтологическим данным, это произошло около 4-х млрд. лет тому назад.
Процесс остывания вещества захватил и более глубокие горизонты надмантийной части Земли. Под корой постепенно формировалась толща, получившая название «литосферы» (геосфера «В»). Изучение материала, полученного из кимберлитовых трубок по всем континентам [4] показало, что в породах литосферы отсутствует более 1/3 химических элементов, принадлежащих, главным образом, к 5, 6 и 7 периодам таблицы Менделеева [14]. Уменьшение в данной геосфере количества «тяжёлых» атомов, по-видимому, было предопределено уменьшением в этих горизонтах количества «тяжёлых» ядер, что имело место в «звёздную» стадию развития Земли. Ещё одной особенностью «литосферного» этапа развития Земли является отсутствие в данной геосфере органической фазы материи, что, возможно, объясняется изменением (в сторону увеличения) РТ условий ниже границь "М". Изучение рельефа подошвы литосферы выявило факты её резкой неоднородности по мощности, что указывает на то, что характер деятельности суперплюмов, как и в «коровом» этапе, оставался сложным: они представляли собой разрозненные во времени и пространстве «струи». Активная «созидательная» деятельность суперплюмов и на этом этапе продолжалась в тех же районах, то есть под «континентами», где мощность литосферы достигла 100-250 и более км.[13], в то время как под «океанами» лишь первые десятки км. Таким образом, основная масса поступающего с суперплюмами атомного материала, как и при формировании коры, использовалась на «строительство» континентов и лишь часть его распространялась по их сторонам, участвуя в формировании так называемых «литосферных плит». Таким образом, в структуре литосферных плит «материки» являются всего лишь утолщенными их частями, возникающими в районах выхода суперплюмов к надмантийным горизонтам Земли. Отсюда следует вывод: литосферная плита и материк - это единое монолитное образование и, следовательно, рассуждения о «субдукции», то есть подвиге плит под континенты, относятся к разряду недоказанных гипотез. Поскольку каждый материк строго «привязан» к месту выхода того или иного суперплюма, то никакого «дрейфа» материков быть не может. С момента начала их образования и до настоящего времени материки занимают одно и тоже пространственное положение.
Поступление вещества и тепловой энергии суперплюмами продолжается до настоящего времени, на что указывает активная вулканическая и сейсмическая деятельность вдоль линий соприкосновения ряда литосферных плит. На это же указывает и аномальный разогрев - до 1500°С верхней астеносферы (геосфера «С»).
С ростом мощности литосферы, поступление летучих к коре, по всей видимости, постепенно сокращалось и, по достижении определенной ее мощности в пределах континентов прорыв их к дневной поверхности стал происходить изредка и то лишь в определенных местах [14]. Следы таких прорывов получили название трубок взрыва. Самые нижние горизонты надмантийной части Земли выделены в самостоятельную геосферу «С», известную так же под названием «верхняя астеносфера» [13]. Считается, что ее вещество, разогретое до 1500°С, находится в пластичном состоянии. Ее мощность под континентами может местами равняться нулю, в то время как под океанами достигать 300 км [13]. Данная геосфера - это переходная зона между веществом мантии и литосферой [14]. Поставляемые сюда суперплюмами из глубин мантии деформированные атомы здесь восстанавливают свои наружные электронные оболочки и превращаются в «нормальные» атомы и, следовательно, могут участвовать в «строительстве» литосферы, вещество которой формируется в кристаллической форме.
Из всего вышеизложенного о развитии материи в пределах планеты Земля следует, что ее наиболее сложные формы, зафиксированные в надмантийных оболочках, это результат сложнейших физико-химических процессов, происходивших при непосредственном участии внутренних источников энергии в виде суперплюмов. Наивысшую по сложности форму, не имеющую аналогов в Солнечной системе, в виде живой клетки материя достигла во время формирования наружной оболочки, то есть геосферы «А».
ВЫВОДЫ
1. Звезды не образуются из газо-пылевых облаков, а развиваются из прототел при ядерных реакциях, согласно законам ядерной физики Для «запуска» ядерных реакций природным «ускорителем» является тепловая энергия, выделяющаяся при высвобождении элементарных частиц из прототела.
2. Начальный («звездный) этап появления и развития планет аналогичен таковому у звезд. Однако, развитие материи в них, из-за малых объемов прототел, отличается ускоренным завершением ядерных реакций и дальнейшим ее развитием по законам классической химии, а в уникальных условиях планеты Земля и развитием по законам живой природы. Таким образом, планеты - это небесные тела, в которых материя в своем развитии прошла полный цикл: от протовещества до органической фазы. Особое место среди планет Солнечной системы занимает Земля, где развитие материи достигло живой формы. Исходя из этого определения, можно заключить, что так называемые «большие» планеты должны быть отнесены к категории «недоразвитых» планет.
3. Первопричиной различий развития, как звезд, так и планет, возможно, являются особенности состава прототел.
Список литературы.
1. Амбарцумян ВА Научные труды, т. 2, Ереван, Изд-во А.Н.Арм.ССР, 1960г., с. 331-355.
2. Аплонов СВ. Геодинамика, Изд-во С.-Петербургского университета, 2001, с. 352.
3. Вдовыкин Г.П. Органические соединения в метеоритах - раннем веществе Солнечной системы. Дегазация Земли и генезис углеводородных флюидов и месторождений. Москва, ГЕОС, 2002 г., с. 60-73.
4. Илупин И.П. Геохимия кимберлитов. Москва, «Недра», 1978 г., с. 350.
5. Имшеник B.C., Надеждин Д.К. Ядерные реакции. Электронная публикация.
www.astronet.ru/db/msq/1188318.
6. Капустинский А.Ф. Геосферы и химические свойства атомов// Геохимия. 1956. №1, с. 53-61.
7. Летников Ф.А. Дегазация Земли, как глобальный процесс самоорганизации.
Материалы Международной конференции памяти ак.П.Н.Кропоткина, 20-24 мая 2002г., Москва, ГЕОС, 2002 г., с. 6-7.
8. Петрохимия кимберлитов. Москва, 1991 г., с. 183-185.
9. Потапова Т. Тайны нейроспоры. «В мире науки», Биология, 2004 г., №9.
10. Пущаровский Ю.М. Геосферы мантии Земли. Геотектоника, 1999 г., №1, с. 3-14.
11. Рождение и эволюция галактик и. звезд. Изд-во «Знание», Москва, 1964 г., с. 3-9.
12. Савинский К.А. Глубинная структура Сибирской платформы по геофизическим данным. Москва, bpl/ Недра 1972 г., с. 167.
13. Сорохтин О.Г. Развитие Земли. Москва. Изд-во МГУ, 2D02 г., с. 240-258.
14. Фомин Ю.М. Верхняя астеносфера - перходня зона между веществом мантии и литосферой. Электронная публикация. www.macr QevoiutJon.narod.ru/fomin.htm.
15. Sternheimer R/ Compressibility of metallic cesium. Phys. Rev. 78., 255. 1950.