Кратко, без формул, для учеников старших классов.
Предисловие:
Надеюсь, детишки, вы уже знаете, что Земля это не поднос или блюдо, стоящее на трёх китах, черепахах, или просто стоящее как обед, перед бородой дедушки Бога.
Не уверен что понимаете, но знаете, наверняка.
Надеюсь, вы знаете, что небесная твердь, к которой прибиты звёзды, это вовсе не твердь, а звёзды такие же (в принципе) солнца как наше.
Я надеюсь, что вы это знаете, хотя многие не знают, сколько и каких жизней было за это знание отдано.
Джордано Бруно конкретный человек, который был сожжён, но он хотя бы имеет имя. А сколько безымянных гениев было сожжено, замуровано или распято за это знание и другие не менее интересные штуки, которые сегодня кажутся нам единственно возможными.
Уже только за это все религии следовало бы запретить, а со всеми религиозными деятелями, сопротивляющимися этому запрету, поступить так, как поступили с Джордано Бруно.
Но в этом мире всё решают деньги, а деньги у церквей и магнатов, которых эти церкви объединяют и тем или иным способом и сегодня препятствуют получению и распространению знаний о мире.
Баранами управлять легче.
И если вы думаете, что большинство современных школ обязательного образования, вас образовывает, вы ошибаетесь. Из вас стараются воспитать послушных баранов. Вам рассказывают то, что вы можете узнать и без этих школ, но рассказывают так, чтобы отбить у вас желание это знать, а главное узнавать. А если не верите, то попытайтесь ответить на вопрос:
Почему, прежде чем начать вас учить, вам не дают выспаться? Может быть тогда, когда вы хотите спать вы более восприимчивы к знаниям? Почему занятия начинаются в восемь, а не в десять?
Знания нужно брать везде: в школе и вопреки школе, а не рассчитывать на неё.
И это первая вещь о Вселенной, которую вам следует твёрдо усвоить.
Солнце - Звезда.
Энергию, которую получает Земля, приходит из двух источников. Изнутри Земли и от Солнца. Об энергии, которая идёт изнутри Земли, мы поговорим позже, а пока пару слов о Солнце и о звездах вообще.
Узнав, что такое термоядерная реакция, учёные тут же ухватились за это, как неразумное дитя за игрушку и стали говорить, что Солнце светит потому, что в нём происходят термоядерные реакции.
Термоядерные реакции на звёздах возможно и происходят, но не так интенсивно, как принято считать, иначе звёзды бы уже или взорвались, или выгорели.
Основной источник выделяемой энергии совершенно другой и я бы даже сказал, виртуальный.
Но сначала обратимся к известному факту.
Электрически заряженные объекты, движущиеся относительно нас с ускорением, излучают электромагнитные волны (свет - енергию).
Солнце электрически заряжено, а Земля и все остальное, включая всю Вселенную, вращается вокруг Солнца, если принять солнце за систему отсчета. А вращение, это движение с ускорением. Грубо говоря, Земля всё время падает на Солнце и промахивается.
Прямолинейное равномерное движение и состояние покоя, это одно, а любое другое движение, это движение с ускорением.
Вспоминаем, что делает электрический заряд двигающийся мимо вас с ускорением? Он излучает.
Вот это излучение и есть основной источник энергии звезд.
Температура.
А что такое температура вообще? Почему тела нагреваются или остывают?
Температура — величина, интуитивно количественно выражающая, различную теплоту объекта.
Живые существа способны воспринимать ощущения тепла и холода непосредственно, с помощью органов чувств. Однако наука требует, чтобы температура была объективно измерена.
Смешно то, что когда учёные попытаются объяснить вам, откуда температура берется, вам начнут рассказывать о степени ионизации вещества, большем или меньшем количестве столкновений молекул и прочую билиберду. Билиберда очень умная и правильная, но не говорящая вам только того, почему и откуда берётся тепловое (всё равно электромагнитное) излучение, от этой ионизации и количества соударений.
А тут всё очень просто. Когда возникает большая ионизация, и молекулы относительно вас меняют направление своего движения, то возникает тот же эффект, что и с солнечным излучением. Заряженные объекты, (а молекулы это тоже объекты) при движении относительно вас с ускорением (а при перемене направления движения в результате соударения ускорение возрастает), начинают излучать.
В чайнике, где кипятят воду, ускорение атомов ускоряется. Чайник является маленьким ускорителем атомов. И у вас в чашке горячий чай который будет излучать в инфракрасном спектре относительно вас.
Всё время помните. Это излучение относительно.
Объекты относительно, которых электрический заряд не движется с ускорением, не могут получить и его излучения.
Но вернёмся к Солнцу.
Солнце и частицы.
Поскольку относительно нас, Солнце излучает, она излучение хоть и относительно, но объективно, этим излучением выбивается часть электронов (как более лёгких частиц), которые летят к Земле и заряжают её отрицательно.
Но меняется ли количество электронов, с точки зрения гипотетического наблюдателя, относительно которого не солнце, ни его молекулы, не двигаются с ускорением?
Нет, не меняется, потому что относительно этого наблюдателя, Солнце не излучает и не выбивает некоторого количества электронов.
Хотя трудно себе представить систему отсчёта находящуюся в состоянии покоя, относительно всех солнечных молекул. Но её представлять не нужно. Нужно знать, что происходит относительно такоё системы.
Таким образом, мы можем утверждать, что электроны, летящие к Земле, это относительное вещество. Но это относительное вещество, для Земли вполне реально.
Вам, молодым, лучше сразу проникнуться мыслью, что всё вещество А) относительно, а не абсолютно; Б) это реальное вещество, которое никуда не исчезает и ниоткуда не появляется в вашей системе отсчёта.
Взрослым людям такое понимание, не овладей они им в юности, кажется чем-то не реальным, хотя в их домах работают электроприборы работающие на этих принципах, да и весь мир вокруг, именно таков.
Всё что меньше атома, это реально, но не материально. Частицы это некоторые правила, законы, но атом работает так, как если бы они реально существовали.
Хотя бы запомните, что есть такая точка зрения. Для вашей головы это будет очень полезно, при рассмотрении законов природы.
Звездные системы, галактики, метагалактики.
Не касаясь пока вопроса: «Что такое тяготение и как его понимать?» (об этом ниже) скажем, что под воздействием некоторых явлений, называемых сегодня «тяготение» звезды стягиваются в большие группы, называемые «Галактики».
Я не случайно пытаюсь уйти от привычных терминов и хочу, чтобы и вы это делали.
Почему?
Слово «гравитация» - притяжение, всемирное тяготение, тяготение, от латинского «gravitas» — «тяжесть», уже направляет нашу мысль в поисках причин этого явления в определённое русло. И потом это напоминает диалог:
- А Вы уверенны, что земля плоская?
- А какая же она, по-вашему?
- Холмистая.
Так вот, на самом деле, тяготение к тому, что тянет или тяжести, отношения не имеет. Пока, для простоты, мы воспользуемся этим понятием, понимая, что человеку привыкшему считать, что Земля плоская, невозможно сразу объяснить, что такое свет и почему его скорость считают константой.
Я вас не запутал?
Но вернёмся к галактикам.
Звездных систем во Вселенной, бесконечное множество, но места во Вселенной ещё больше.
Как это может быть?
А вы представьте бесконечное множество целых чисел…1, 2, 3, 4, 5… и так далее.
Конца у этого подсчёта нет. Но между двумя единицами…, скажем 5 и 4, бесконечное количество натуральных дробей. И если мы представим пространство натуральных дробей, то между любыми двумя целыми числами, будут находиться бесконечные пространства, заполненные натуральными дробями.
Но в природе, это не совсем так. В природе числа меньше определенной величины, как и числа больше определённой величины, реальные объекты не воспринимают. Это вопрос механизма восприятия, а не существования.
Поэтому, между звёздными системами места много, но оно не бесконечно.
Звездные системы распределены по Вселенной не равномерно. Они скапливаются в огромные группы, названные галактиками.
Галактики, тоже образуют скопления галактик. Скопления галактик, называются метагалактиками.
Мы живём в галактике Млечный путь. Рядом с нашей галактикой, расположились Туманность Андромеды и Магелановы облака.
Вселенная.
Вселенной принято называть всё. Но реально это всё, это все галактики, метагалактики и всё, что они включают в себя.
А ничего другого во Вселенной нет, не было и не предвидится.
Когда-то, великий учёный и естествоиспытатель, Галилей, сформулировал главный принцип существования вселенной:
Вселенная однородна и изотропна в пространстве и времени.
В переводе на простой русский это означает, что Вселенная и законы которые в ней действуют, одинаковы везде и всегда. Нет во вселенной каких-то выделенных мест и времён.
Тут я хочу, на пару абзацев сделать остановку.
Я прошу вас, молодые мои читатели, обратить внимание на то, что учёные все время пытаются доказать что мы ни чем не выделяемся. Что наше Солнце, такая же звезда, как миллиарды других, что наша галактика, такая же как миллиарды других, что человек не вершина биологической эволюции, а только один из видов среди других видов животных и растений. Что нет хороших наций и плохих. Все мы одни из. И наша хорошесть и индивидуальность не спущены нам от Бога, а определяются исключительно действиями, которые мы совершаем.
Власть имущим, любое подобное знание изначально противно. Им пришлось отказаться от того, что королевская власть это от Бога, но они готовы бороться с любым высказыванием противоречащим хоть какой-то избранности. Вы должны понимать, что там, где кто-то пытается проповедовать избранность, даже подставляя под это наукообразные аргументы, истины нет.
Истина в словах великого Галилея: «Вселенная однородна и изотропна в пространстве и времени».
Но вернёмся к физике… Вернее к астрофизике.
Вселенная разлетается?
Вообще, после того как Майкельсон-Морли, экспериментально доказали, что скорость света не зависит от того, приближается к нам светящий объект или отдаляется, рухнули многие привычные понятия в физике.
Например, стало ясно, что одновременности не существует и многое другое. Эйнштейн вывел свои знаменитые уравнения, а Александр Фридман решил эти уравнения, доказав, что если они верны, Вселенная будет либо расширяться, либо стягиваться. Стабильное состояние не возможно.
В это не сразу поверили, но тут астроном Хабл обнаружил, что чем дальше от нас находиться звезда, тем большее красное смещение в её спектре, что было интерпретировано, как удаление.
И вот, впечатлённый ядерным ударом США по детям, женщинам и старикам (мужчины были на войне) некто, Жора Гамов, предположил, что всё разбегается потому, что был БОЛЬШОЙ взрыв. То есть, раньше, сама Вселенная возникла взорвавшись из точки.
В астрофизике началась эра невежд.
То, что нестабильное состояние Вселенной, вытекало из уравнений решённых А. Фридманом, забыли. О том, что время возникнуть не может, поскольку само понятие возникновения временная категория и потому, что одновременности не существует, забыли или постарались забыть. Эта глупость сразу понравилась попам, поскольку физически обосновывала создание мира Богом.
Сначала приверженцы этой ахинеи утверждали что всё разлетается с замедлением. Но числа не сходились. Иогда придумали тёмную материю, а когда выяснилось, что всё разлетается с ускорением, стали вертеться, как ужи изменяя само понятие «большой взрыв».
В чём была их проблема?
Проблема была в том, что если мы рассмотрим процес ускорения звёзд в обратном порядке, в физике это называется обратной интерполяцией по времени, то к тому времени, когда по заверениям невежд, Вселенная образовалась, ускорение было нулевым, и ни о каком взрыве речи быть не могло.
Но поскольку о Большом Взрыве были написаны тысячи диссертаций и статей, были выданы самые пристижные премии, отказываться от него не собирались и не собираются.
Кому охота представать идиотом и невежой?
А тех, кто высмеивал эту их глупость или не допускали к науке или, если человек имел в науке серьёзное имя, задвигали его куда подальше. Спасибо, что не сжигали.
Достаточно ярким примером этого, можно считать сэра Хойла.
Но оставим невеж их невежеству, поскольку наша задача разобраться: что же происходит на самом деле.
Происходящее на самом деле, можно описать несколькими разно-направленными моделями.
Первое, это представление о физически определяемом космологическом масштабе.
Помните, когда мы говорили, что между звездами не бесконечное пространство, мы провозгласили предположение, что в природе числа меньше определенной величины, как и числа больше определённой величины, реальные объекты не воспринимают. Это вопрос механизма восприятия, а не существования.
Так вот, по средине этих малых и больших чисел, находиться величина, равная единице.
Ну а границы области, это (предположим) 2 и 0.
А что будет, если число больше единицы возводить в квадрат? Оно увеличивается. А если число меньше единицы возводить в квадрат? Оно уменьшается.
Это только числовая модель. Но она ясно даёт понять, почему с одной стороны масштаба происходит «тяготение», а с другой разбегание.
Вот так просто мы с вами и поняли почему далёкие тела от нас удаляются всё быстрее, и близкие, притягиваются тем быстрее, чем они ближе.
Это конечно не всё. Тут еще присутствует коэффициент, скорости света. И возможны модели, в которых запаздывание света играет существенную роль.
Например, электроны постоянно увеличиваю свою орбиту. Атом раздувается. А вместе с атомом раздувается весь ощущаемый нами мир.
Земля не притягивает нас, а толкает с ускорением 9.8 метра в секунду, что и создаёт наш «вес».
Но свет-то мы видим тот, который удаленные звёзды послали нам давно. Свет, это сообщение о размерах атома. А если свет всё краснеет и краснеет, то значит мы можем интерпретировать это как ускорение удаления атомов его испустивших.
Но это уже частности. Адекватных, не противоречащих реальности моделей может быть много, а действительность, одна.
Главное принцип.
Геометрическая и физическая скорости объекта.
Тут, моя дочь, на вопросах которой и построена эта статья, попросила меня пояснить, после прочтения следующего отрывка, о черном небе, что такое геометрическая и что такое физическая, скорости объекта.
Поясняю.
Давайте возьмём и надуем шарик, а потом медленно начнем его сдувать. Поверхность этого шарика и будет двухмерной моделью нашего трёхмерного пространства, потому что не так много людей, могут представить сдувающееся или раздувающееся, трёхмерное пространство.
И так шарик надут. Но на шарик попало несколько муравьёв, которые по нему лениво ползают.
Шарик сдувается и даже если мурави продолжат оставаться на месте, то они начнут приближаться друг к другу. А если шарик начать снова надувать, то они начнут удаляться друг от друга. И эти скорости сближения или удаления, скорости чисто геометрические, поскольку муравьи продолжают сидеть на том же месте шарика.
Но ведь муравьи могут и начать ползать? Но это ползание, будет уже физической скоростью.
Теперь перейдём к трёхмерию.
Представьте что два астероида, с разных концов стали солнечной системы, стали падать на Солнце. Это геометрическая скорость. А если на один из них, полетела команда, которая его взорвала, то обломки этого астероида, всё рано имея геометрическую скорость, получат ещё и физическую.
Надо ещё и сказать, что геометрическая скорость во вселенной, не просто скорость, а ускорение, потому что наше пространство, в зависимости от той модели которую мы приняли, либо раздувается, либо сдувается.
Вы поняли? Но мы ещё к этому вернёмся.
Почему небо черное?
Если звезд бесконечное количество, почему тогда черное небо?
Этот вопрос издавна волновал астрономов и они придумывали разные штуки, пытаясь изощрёнными гипотезами это объяснить.
На самом деле, всё очень просто.
Галактики разбегаются, удаляясь от нас с ускорением. Но у скорости существует предел.
В том объёме, когда удалённые галактики в скорости своего удаления ещё далеки от скорости света, мы их видим. А вот когда эта, не физическая, а геометрическая скорость, достаточно велика, то мы видим эти миллиарды галактик в радио-диапазоне. Это принято называть реликтовым излучением.
В том объеме, где геометрическая скорость далека от скорости света, мы видим галактики.
А когда их геометрическая скорость приближается к скорости света, электромагнитного излучения видимых частот, они уже не излучают. Вот небо и чёрное.
Очень чёрные дыры.
Современная (это почти ругательство) астрофизика считает, что объект называемые «Чёрные дыры» не имеют поверхности. Но вот вопрос: На каких частотах рассмотрения этих объектов был сделан такой странный вывод?
Смею предположить, что если объект излучает, то на этих частотах он имеет твёрдую поверхность.
Другими словами: Если какой либо электрически заряженный объект, двигающееся мимо нашей системы отсчёта с ускорением, на некоторых частотах (возможно на очень большой части спектра) не излучает, то на этих частотах (в нашей системе отсчёта), данный объект является чёрной дырой.
Ребята! Хочу, чтобы вы очень хорошо запомнили: Ни размеры, ни время, ни расстояния, ни частоты, ни скорости, ни градиенты, в нашей Вселенной не являются чем-то абсолютным.
Полное непонимание этой относительности и является главной ошибкой современной (это почти ругательство) астрофизики.
Чёрные дыры были предсказаны выводами из теории относительности Эйнштейна. Что это такое в этой теории?
Вы можете подробно почитать о чёрных дырах и в другой популярной литературе.
Это объект, который так изгибает пространство, что в силу этого изгиба, все находящееся в системе отсчёта внешнего наблюдателя, ближе к центру объекта, чем некоторый горизонт событий, уже не может покинуть этот объект.
Вы можете подробно почитать о чёрных дырах в популярной литературе.
Вывод не совсем верный.
Я утверждаю, что есть частота фотона/частицы, для которого объекта, который для других частот является чёрной дырой, чёрной дырой не является.
И обратный вывод:
Любой объект для определенных частот фотонов и квантов, будет являться чёрной дырой.
Эта частота будет зависеть также от скорости системы отсчёта наблюдателя, относительно объекта, в силу эффекта Доплера
Что такое частицы и античастицы.
Сначала человек разбивал камни в песчинки.
Потом выяснилось, что вещество состоит из малекул.
Потом выяснилось, что молекулы состоят из атомов.
Когда раскурочили атомы, выяснили, что атомы состоят из частиц.
Но представлять частицы кусочками обычной материи, не совсем правильно и мы об этом уже упоминали.
Возвращаясь к написанному, частицы, это как числа меньше определенной величины.
То есть, по косвенным признакам мы ещё можем о них узнать. Однако они для нас или волна или частица….
Работать мы частицы заставили. Они, электроны и протоны, освещают наши жилища и дают Энергию компьютерам. А нейтроны могут взрывать города атомными взрывами.
Но не нейтроны, ни протоны с электронами в этом не виноваты.
Однако…
Ведут себя электроны и протоны особым образом.
Электроны как будто крутятся вокруг ядер состоящих из протонов и нейтронов.
И они в этом своём вращении создают электромагнитное поле.
С одной стороны плюс, с другой минус.
Если мы сумеем (а мы умеем) заставить много атомов, крутить своими электронами в одну сторону, мы получаем магнит.
У магнита два полюса — минус и плюс. Север и юг.
Но теперь мы можем представить, что то, что мы наблюдаем, рассматривая атомы, может происходить и с частицами.
То, что мы видим частицы и редко наблюдаем античастицы, говорит о том, что мы наблюдаем эту картину с одного из полюсов.
Если частица случайно развернётся и мы увидим её вращающейся в другую сторону в некотором пространстве, мы будем думать, что это античастица.
Пока, к счастью, экспериментаторы не нашли способа эффективно разворачивать частицы.
Почему к счастью?
Потому что первое, что из этого бы сделали, была бы бомба.
А я надеюсь, что вы, как и я, дорогие детишки, этого не хотите.
Послесловие:
Теперь, я хочу дать вам домашнее задание, выполнив которое вы закрепите понимание вышеизложенного.
1. Посчитайте, когда в прошлом, геометрическая скорость или ускорение удаляющейся сегодня галактики была равна нулю.
2. На каком расстоянии геометрическая скорость, получаемая от ускорения, выключает видимый нами свет во вселенной. Или каковы геометрические границы части Вселенной, в которой мы видим красный свет.
3. Посчитайте, какое ускорение должны получить 1000 атомов водорода, чтобы излучение, полученное за счёт этого ускорения повысило температуру, в объёме который они занимают, на один градус.
4. Опишите известные условия, для возникновения античастиц, кроме бета-распада свободного нейтрона.
5. Попытайтесь рассчитать с какой скоростью система отсчёта должна перемещаться относительно нашего Солнца, чтобы наблюдать Солнце как чёрную дыру для видимой части спектра.
Если Вы чего-то не поняли: Спрашивайте.