Добро
пожаловать на наш сайт!
ПОЗНАНИЕ
ПРОДОЛЖАЕТСЯ...
15.04.2019 20:40 дата обновления страницы
Вещество и энергия. Числа и фигуры
Дата создания сайта:
08/12/2012
Дата создания
сайта: 08/12/2012 Дата обновления главной страницы:
15.04.2019 20:40
icq:
613603564
У порога неведомого
Периодический закон химических элементов, открытый Менделеевым,
управляет поведением вещества во всей Вселенной. Ему подчиняется вся
химия. Не только та, которая царствует в колбах и ретортах ученых и в
реакторах химических заводов, но и та химия, которая создает все
минералы и все горные породы на планете Земля.
Этот закон управляет химией и на далеких планетах. Все соединения,
открытые на них, построены по правилам, диктуемым таблицей Менделеева.
Энергия Солнца и бесчисленных звезд рождается в них за счет
ядерно-химических процессов, протекающих в строгом соответствии с
периодическим законом. Эти процессы одинаковы и в звездах нашего
Млечного Пути, и в других далеких галактиках.
Означает ли это, что мы уже познали самое главное, самое основное, что
можно узнать о веществе? Означает ли это, что нет других форм его
существования, кроме атомов и атомных ядер, которые, наряду с фотонами и
нейтрино, обеспечивают все бесконечное многообразие форм существования
материи во всех мирах Большой Вселенной?
Когда развитие науки дает повод утверждать, что все основное в мире уже
открыто, что выяснены его общие законы, то это верный признак, что нужно
ждать больших открытий, которые потребуют пересмотра всего, что в науке
стало считаться незыблемым. И быть может, этот период, период большого
революционного пересмотра наших представлений об окружающем мире, сейчас
уже наступил.
Физика наших дней сумела проникнуть в тайну строения атомного ядра.
Магические
числа, выражающие периодическую зависимость в изменении свойств атомного
ядра от изменения числа нуклонов, указывают на очень сложное строение
его. Но чтобы разгадать* как построено ядерное вещество, нужно выяснить,
из чего оно построено, что представляют собой элементарные частицы.
Наука стоит перед большим затруднением : слишком много оказалось в
микромире элементарных частиц. Число их так велико, соотношения между
ними так сложны и запутанны, так многообразны их взаимные превращения,
что уже давно стало совершенно неоправданным даже само их название.
Но проблема первичных частиц, из которых построено все существующее в
мире, остается. Много работают над ней физики - и экспериментаторы и
теоретики. Как она будет решена, еще никто не знает. Уже немало
предположений - одно необычайнее другого - высказано самыми неистовыми
фантазерами в мире - учеными-теоретиками.
Например, серьезно обсуждается гипотеза кварков. Теоретики показали, что
можно объяснить всю сложность и многообразие найденных в микромире
элементарных частиц, если допустить, что все они построены только из
трех различных типов, быть может, действительно элементарных частиц -
кварков. Это название заимствовано из старого романа, в котором так
названы загадочные фантастические существа, живущие только в грезах. И
действительно, свойства новых гипотетических частиц с точки зрения
физики наших дней должны быть так необычны и фантастичны, что такое
название для них вполне оправданно. Достаточно только сказать, что
кварки должны иметь дробные электрические заряды(!). Верна или нет эта
гипотеза, пока еще никто не знает. Но она стала нужной науке, она уже
существует и, как и всякая научная гипотеза, должна быть доказана либо
опровергнута.
Одно из предполагаемых свойств кварков - масса, значительно большая, чем
масса любой из известных нам элементарных частиц. Такое предположение
сделано на основе закономерности, которая называется дефект массы.
Дело в том, что, когда, например, протон и нейтрон соединяются в ядро,
его масса оказывается несколько меньшей суммы масс этих частиц (разница
теоретической массы и фактической называется дефектом массы).
Недостающая масса превратилась в энергию, затраченную на соединение
частиц.
Так же обстоит дело и с кварками. Для их соединения в элементарную
частицу нужна очень большая энергия, на получение которой затрачивается
значительная часть их массы.
Именно поэтому у физиков пока еще нет средств разбить на кварки
элементарные частицы атомных ядер: в наших ускорителях еще не получены
частицы-снаряды с такой большой энергией. Но в природе, в космических
лучах такие снаряды есть. И быть может, под их воздействием <на наших
глазах> атомные ядра постоянно разбиваются на кварки; и здесь, вокруг
нас, буквально на поверхности Земли существуют эти загадочные,
придуманные физиками частицы. Да, это может быть. Уже многое из того,
что было <придумано> в науке, было затем открыто в природе.
Почему же кварки до сих пор не обнаружены? А как их обнаружить, увидеть?
Ведь мы можем видеть только то, что обладает электронной оболочкой и
электронами, что может испускать свет или же способно излучать
гамма-кванты. Кварки не могут быть видимы. Быть может, их надо собрать и
взвесить? Но чтобы их собрать, надо хорошо знать их свойства. А каковы
свойства частиц с дробными зарядами? Неизвестно! Какова их химия?
Неизвестно!
Очень много таинственного встает перед наукой в мире микрокосмоса.
Каждый элементарный акт звездных ядерных реакций, как и ядерных реакций
в наших атомных реакторах, сопровождается появлением самой загадочной из
элементарных частиц - нейтрино. Как призрак, пронизывает она со
скоростью света толщу гигантской звезды и бесследно пропадает в глубинах
космоса. Каждую секунду на нашей планете через каждый ее квадратный
сантиметр только от одного Солнца проносится более 1010 нейтрино. Но
пока мы не можем ни обнаружить этот невероятный поток, ни узнать, куда
исчезают нейтрино. А они уносят с собой около 5% всей энергии,
выделяющейся в мире. Куда они с нею исчезают, что происходит с нею в
космосе, мы не знаем.
Но, быть может, еще больше тайн открывается перед наукой на другом,
противоположном пределе неизвестности - в макрокосмосе. Астрофизики
открыли в мироздании небесные тела, совершенно не похожие на все, что до
сих пор известно нам во Вселенной. Они не поддаются никакому объяснению,
и к ним неприложимы теории, хорошо до сих пор объяснявшие мир.
Светимость одного такого тела больше, чем у всех ста милл^р-дов звезд
Млечного Пути. Оно, как предполагают ученые, обладает массой большей,
чем у миллиарда звезд, таких, как наше Солнце. Ни один из известных нам
процессов не может объяснить, как рождается излучаемая такими небесными
телами энергия, которая дает нам возможность наблюдать их с расстояния
до 12 млрд. световых лет.
Но в недрах мироздания обнаружены не только эти <сверхзвезды>. Ученые
подозревают, что, кроме них, во Вселенной могут существовать еще более
немыслимые небесные тела. Это действительно сверхудивительные звезды -
<погасшие> звезды, которые никогда не гасли. Они совершенно не похожи на
остывшие холодные планеты. Эти сверхгигантские, бурно сжимающиеся тела
обладают огромной температурой, но тяготение их колоссальной массы так
велико, что не выпускает <наружу> ни излучение, ни свет, ни нейтрино.
Сколько таких <сверхтел> в мире, - еще никто не знает. Какую они играют
роль в эволюции Вселенной - тоже неизвестно. Но они должны действовать
силой тяготения на другие небесные тела, и поэтому их можно обнаружить.
Мы можем считать, что приблизились к разгадке природы звезд, хотя в них
и таится еще много, очень много непознанного. Но в космосе есть тайны, о
которых наука еще ничего не знает.
Вестники великой неизвестности - космические лучи - прилетают к нам на
Землю из
неведомых глубин космоса. Тысячи ученых во всех странах следят за ними:
измеряют их энергию, регистрируют частоту появления, стараются
разгадать, где и как они рождаются. Иногда в космических лучах
появляются частицы с немыслимо чудовищной энергией. В 1961 г. была
зарегистрирована космическая частица, которая одна обладала энергией в
1020 электрон-вольт. Откуда же эта космическая частица к нам пришла? Как
она могла накопить энергию? Ведь такая энергия по крайней мере в сотню
миллиардов раз превышает ее массу в покоящемся состоянии. Что же с ней
должно произойти при остановке? Что станет с ее энергией?
Многие ученые считают, что в момент столкновения, при остановке, такая
сверхбыстрая частица за счет своей кинетической энергии должна
образовать множество, быть может даже сотни миллиардов, новых частиц
(!). И опыт не противоречит этому. Мало того, расчет показывает, что у
таких частиц внегалактическое происхождение. Они должны рождаться в
других мирах, в других галактиках. Согласно расчету, среди них могут
быть частицы с еще большей энергией, вплоть до 1080 электрон-вольт (!).
Этой энергии хватит, чтобы при остановке <сверхчастицы> могла возникнуть
не только звезда, но даже галактика.
Никакая изощренная фантазия, никакая сказка никогда не осмелилась бы
создать что-либо столь же немыслимое. А наука наших дней уже ищет, уже
пытается нащупать в реальном физическом мире те немыслимые не только для
здравого смысла, но и для фантастики реальные рубежи, где соприкасаются
как равные бесконечно большое с бесконечно малым.
Возможно ли это? Неизвестно. Но постановка такого вопроса в физике уже
возможна. И до чего же интересно все-таки узнать,, так ли это!
И.В. Петрянов
Размещение фотографий и
цитирование статей с нашего сайта на других ресурсах разрешается при
условии указания ссылки на первоисточник и фотографии.
