Спектр випромінювання Всесвіту
Введення
Випромінювання Всесвіту, назване реліктовим, вперше було відкрито американськими фізиками Пензиасом і Вільсоном в 1965 р. за що їм була присуджена Нобелівська премія в 1978 р. Аналіз спектру цього випромінювання показав, що його залежність від довжини хвилі схожа на експериментальну залежність випромінювання охолоджуючого чорного тіла, яка описується формулою Планка. Тому приналежність реліктового випромінювання процесу охолодження Всесвіту після так званого Великого вибуху була визнана доведеним фактом.
Проте в 2004 р. цей факт було спростовано. Новий аналіз спектру реліктового випромінювання показав, що його джерелом є процес синтезу і охолодження атомів водню, який йде в зірках Всесвіту безперервно і не має ніякого відношення до Великого вибуху.
У 2006 р. Нобелівський комітет видав другу премію за додаткову експериментальну інформацію про реліктовому випромінюванні, залишивши в силі помилкову інтерпретацію природи цього випромінювання. Це спонукало нас опублікувати докладний аналіз реліктового випромінювання, переконливо доводить реальний, а не вигаданий джерело цього випромінювання. Зараз ми дізнаємося справжню природу інших максимумів випромінювання Всесвіту (рис. 1, точки В і С), які, як вважається, формуються інфрачервоними джерелами.
1. Реліктове випромінювання
Вважається, що реліктове випромінювання (рис. 1, максимум у точці А) народилося більше 10 мільярдів років тому в результаті «Великого вибуху». Інтенсивність реліктового випромінювання вище середнього фону не виявлено. Зменшення щільності реліктового випромінювання від фонової величини фіксується і називається анізотропією реліктового випромінювання. Вона виявлена на рівні 0,001% і пояснюється існуванням епохи рекомбінації водню, через 300 тисяч років після «Великого вибуху». Ця епоха, як вважають астрофізики, «заморозила» неоднорідність у спектрі випромінювання, яка збереглася до наших днів.
Рис. 1. Залежність щільності реліктового випромінювання Всесвіту від довжини хвилі:
теоретична - тонка лінія; експериментальна - жирна лінія
Теоретична залежність щільності випромінювання Всесвіту (рис. 1 - тонка лінія) подібна залежності щільності випромінювання абсолютно чорного тіла описуваного формулою Планка.
З урахуванням фізичного сенсу складових формули Планка, фізичний зміст всієї формули - статистичний розподіл кількості фотонів різних енергій в порожнині чорного тіла з температурою
Максимум випромінювання Всесвіту зафіксовано при температурі
Збіг теоретичної величини довжини хвилі (рис. 1, точка 3) з її експериментальним значенням
Фотони з довжиною хвилі
Енергія
Процес зближення електрона з протоном протікає при їх спільному переході з середовища з високою температурою в середу з меншою температурою або, простіше кажучи, при видаленні від зірки. Зближення електрона з протоном йде ступінчасто. Кількість пропускаються ступенів у цьому переході залежить від градієнта температури середовища, в якому рухається народився атом водню. Чим більше градієнт температури, тим більше ступенів може пропустити електрон, зближуючись з протоном.
Для зменшення похибок вимірювань фонового випромінювання робочий елемент приладу (болометр) охолоджують. Межа цього охолодження визначає кордон максимально можливої довжини хвилі випромінювання, при якій можна виміряти його інтенсивність. Експериментатори відзначають, що їм вдалося вивести в космос прилади, болометр яких був охолоджений до температури
На рис. 1 довжина хвилі
Для фіксації випромінювання при довжині хвилі
У табл. 1 представлені довжини хвиль і енергії фотонів, формують різну температуру середовища.
Таблиця 1. Довжини хвиль і енергії фотонів, які формують певну температуру
Ми вже відзначили, що експериментально доведено існування мінімальної температури 
З викладеної інформації випливає, що максимально можлива довжина хвилі фотона близька до 0,05 м. фотонів зі значно більшою довжиною хвилі в Природі не існує.
Експериментальна частина залежності в інтервалі DE (рис. 1) відповідає радіодіапазоні. Вона виходить стандартними методами, але фізичну суть цього випромінювання ще належить уточнювати.
Для встановлення максимально можливої довжини хвилі фотона, що відповідає реліктовому випромінюванню, знайдемо різницю енергій зв'язку електрона атома водню, відповідну 108-му і 107-му енергетичним рівням.
Довжина хвилі фотонів з енергією
Фотони з такою довжиною хвилі й енергією здатні сформувати температуру
Величина цієї температури близька до її мінімального значення, отриманого в лабораторних умовах
Таким чином, можна стверджувати, що в Природі немає фотонів для формування температури
А тепер опишемо статистичний процес формування максимуму реліктового випромінювання. Максимуму щільності реліктового випромінювання відповідає довжина хвилі випромінювання, приблизно, дорівнює 0,001063 м (рис. 1, точка 3, А). Фотони з такою довжиною хвилі народжуються не тільки в момент зустрічі електрона з протоном, але і при подальших переходах електрона на нижчі енергетичні рівні. Наприклад, при переході електрона з 108 енергетичного рівня на 76 він випроменить фотон з енергією
Довжина хвилі цього фотона буде близька до довжини хвилі максимуму реліктового випромінювання
Фотон з аналогічною довжиною хвилі випромінюючи при переході електрона, наприклад, з 98 на 73 енергетичний рівень.
При переході електрона з 70 на 59 енергетичний рівень випроменить фотон з аналогічною довжиною хвилі.
Наведемо ще один приклад. Нехай електрон переходить з 49 на 45 енергетичний рівень. Енергія фотона, який він випроменить при цьому, дорівнює
Довжина хвилі також близька до максимуму реліктового випромінювання (рис. 1, точка 3, А).
Ми описали статистику формування закономірності реліктового випромінювання та його максимуму і бачимо, що форма цього випромінювання не має жодних ознак «замороженого» після так званої епохи рекомбінації водню, яку придумали астрофізики.
Підемо далі. Якщо електрон перейде з 105 енергетичного рівня на 60 рівень, то він випроменить фотон з енергією
Оскільки від 15 до, приблизно, 2 енергетичного рівня кількість рівнів значно менше кількості рівнів від 108 до 15, то кількість фотонів, що випромінюють при переході з 15 рівня і нижче буде значно менше кількості (а значить і їх щільність у просторі) фотонів, що випромінюють при переході з 108 до 15 енергетичного рівня. Це - головна причина існування максимуму реліктового випромінювання (рис. 1, т. А) і зменшення його інтенсивності зі зменшенням довжини хвилі випромінювання. До цього слід додати, що в момент переходу електрона з 15-го рівня і нижче випромінюються фотони світлового діапазону. Наприклад, при переході електрона з 15-го на 2-ий енергетичний рівень випромінюється фотон з енергією
Природно, що після формування атомів водню настає фаза формування молекул водню, яка також повинна мати максимум випромінювання. Пошук цього максимуму - наша наступна задача.
Відомо, що атомарний водень переходить в молекулярний в інтервалі температур
Таким чином, у нас є підстави вважати, що максимум випромінювання Всесвіту, відповідний точці С (рис. 1), формується фотонами, випромінюваними електронами при синтезі молекул водню.
Проте на цьому не закінчуються процеси фазових переходів водню. Його молекули, віддаляючись від зірок, проходять зону послідовного зниження температури, мінімальна величина якої дорівнює Т = 2,726 К. З цього випливає, що молекули водню проходять зону температур, при якій вони зріджується. Вона відома і дорівнює
Цей результат майже повністю збігається з максимумом в точці
Спектр фонового випромінювання Всесвіту формується процесами синтезу атомів і молекул водню, а також - скраплення молекул водню. Ці процеси тривають безперервно і не мають ніякого відношення до так званого Великого вибуху.
2. Простір Всесвіту нескінченно, матеріальний світ у ньому кінцевий
Сучасний рівень знань дозволяє сформулювати гіпотезу про те, що простір Всесвіту нескінченно, а матеріальний світ у ньому скінченна і ми знаходимося поблизу його центру.
Наукова інформація - продукт колективної наукової творчості вчених різних спеціальностей і поколінь. Щоб відповісти на питання: кінцева Всесвіт або нескінченна, необхідно не тільки володіти сукупністю знань різних наукових дисциплін, а й уміти аналізувати їх системно. Перший і головний принцип системного аналізу - виявлення головних чинників, що формують відповідь на поставлене питання, відповідний реальності або близький до неї.
Першим і самим головним фактором, що дозволяє почати формулювання відповіді на поставлене питання, є кількісний розподіл хімічних елементів у Всесвіті. Зазначимо це розподіл ще раз. Найбільша кількість у Всесвіті водню - найлегшого і самого першого хімічного елемента. Його 73% відсотка, 24% - гелію і 3% - всі інші хімічні елементи. На тлі цієї інформації кількість хімічних елементів у наших організмах у масштабах Всесвіту близько до нуля. І, тим не менше, ми існуємо і намагаємося пізнати навколишній світ. У нас вже сформувалося перше представлення про фізичну суті простору і ми знаємо, що існуємо в ньому. Наш рівень знань дозволяє нам уявити порожній простір. Ми ототожнюємо його з таким станом, при якому в ньому немає жодних хімічних елементів і їх елементарних частинок. У зв'язку з цим виникає природне запитання: чи є у Всесвіті області простору, в яких немає ніяких хімічних елементів і їх елементарних частинок, тобто порожні області простору?
Вже є експериментальні результати, які дозволяють розпочати пошук відповіді на поставлене питання. Плідність цього пошуку залежить від правильності інтерпретації експериментального факту, в якому відображена закономірність випромінювання Всесвіту.
Давно встановлено, що всі діапазони так званих електромагнітних випромінювань складають 24 порядку. Діапазон світлового випромінювання менше одного порядку і його довжина хвилі змінюється від
Вже є експериментальна інформація, що дозволяє нам вважати, що матеріальний світ розосереджений лише в частині Всесвіту, яка має форму кулі. За межами цієї зони немає матеріального світу. Немає там матеріальних частинок, і ми можемо вважати решту область простору порожній.
Експериментальна інформація для підтвердження достовірності описаної гіпотези, отримана недавно. Вона випливає з вже зазначеної нами анізотропії реліктового випромінювання на рівні 0,001%. На вигляд це - незначна величина, яка не заслуговує уваги. Однак, якщо врахувати, що астрофізики беруть фотони, випроменені зірками, що знаходяться на відстані
Наступний важливий факт - рівномірність максимуму випромінювання у всіх напрямках від приймача цього випромінювання. Він також свідчить про те, що джерела цього випромінювання розташовані в просторі, що має сферичне обмеження.
Астрофізики і астрономи мають велику кількість фотографій галактик Всесвіту. Багато з них мають зони без зірок, що дає підставу вважати, що за межами цих зон немає матеріального світу, і анізотропія реліктового випромінювання підтверджує цей факт.
Описана картина світу дає підставу вважати, що був такий стан Всесвіту, коли в ній не було ні одного хімічного елемента і виникає питання: звідки з'явилися хімічні елементи у Всесвіті? Звичайно, ми відразу відкидаємо ідею Великого вибуху - як джерела формування Всесвіту і матеріального світу в ній. Ближче до реальності гіпотеза народження елементарних частинок із субстанції, рівномірно заповнює весь простір і званої ефіром. Перш ніж аналізувати сутність цієї гіпотези, розглянемо процес формування температури плазми.
3. Нова гіпотеза народження матеріального світу
Перш ніж викладати нову гіпотезу про народження матеріального світу, треба переконатися, що можливості довести достовірність старої гіпотези вже вичерпані. Для цього достатньо сформулювати ключові питання, відповіді на які повинні слідувати зі старої гіпотези. Перший і головний з них - природа і властивості первинного вибухнув об'єкта: маса і щільність? Ми вже знаємо, що найбільшу матеріальну щільність (
Яка ж була щільність субстанції первинного об'єкта, наступного з Загальної теорії відносності А. Ейнштейна, розміри якого були близькі до розмірів горошини, з якої потім утворилися всі сучасні зірки й галактики? Здоровий глузд відразу відкидає цю гіпотезу і формує уявлення про наївність автора гіпотези «Великого вибуху» і його послідовників.
Нова наукова інформація про мікросвіт дає достатні підстави припускати, що процес народження матеріального світу почався з процесу народження елементарних частинок. Відомий вихровий характер магнітного поля, що виникає навколо провідника зі струмом. Що є носієм цього поля? Мабуть, якась невідома нам субстанція, яку ми називаємо ефіром. Цілком ймовірно, що в просторі можуть існувати умови, при яких з подібної магнітної субстанції формується мікро вихор з радіусом
Подібні освіти іноді спостерігаються у вигляді торообразних кілець диму на виході з труб двигунів внутрішнього згоряння. Звичайно, це гігантські освіти в порівнянні з розмірами електронів або протонів. Тим не менш, є підстави вважати, існування умов, при яких з ефіру можуть формуватися локалізовані в просторі тороїдальні освіти з постійною масою - електрона, радіус осі тора якого складає всього
Електрон має заряд і магнітне поле, подібне магнітному полю стрижневого магніту. Це створює умови для формування кластерів електронів шляхом з'єднання їх різнойменних магнітних полюсів. Однойменні електричні заряди електронів обмежують їх зближення. Електронний кластер - вже експериментальний факт.
Процес утворення електронного кластеру супроводжується випромінюванням фотонів, які ми спостерігаємо при формуванні електричної іскри. Тріск, який супроводжує цей процес - наслідок швидкості формування електронного кластеру та одночасного випромінювання фотонів усіма його електронами. Причина тріска - перевищення розмірів фотонів, випромінюваних електронами, на п'ять порядків розміри самих електронів.
У Природі електронно-іонні кластери могутніше. При їх формуванні утворюються блискавки, а тріск електричної іскри перетворюється на потужні громові гуркіт.
Є підстави вважати, що існують такі умови, при яких електрони кластера можуть об'єднуватися в одну структуру, яка називається протоном, маса якого майже в 1800 разів більше маси електрона. Наявність електронів і протонів - достатня умова для початку формування всього матеріального світу.
Першими народжуються атоми водню і цей процес супроводжується випромінюванням фотонів. Два атома водню, з'єднуючись, випромінюють фотони і утворюють молекулу водню.
Якщо в момент встановлення зв'язку між електроном і протоном їх різнойменні магнітні полюси спрямовані назустріч один одному, то протон поглинає такі електрони і перетворюється в нейтрон. Наступний крок - народження ядер дейтерію і тритію, а потім - ядер гелію і його атома.
Астрономи і астрофізики вважають, що зірки народжуються із зоряного газу. Однак нам не вдалося знайти інформацію про склад цього газу, тому введемо поняття реліктового міжзоряного газу, під яким будемо розуміти сукупність двох первинних елементарних частинок електронів і протонів, які формували такий газ на зорі народження матеріального світу.
Звичайно, вибухи наднових в наш час значно збагатили первинний реліктовий міжзоряний газ різними хімічними елементами. Тому ми повернемося до початкового періоду народження матеріального світу, коли так званий зоряний газ складався лише з електронів і, можливо, протонів.
Оскільки початком формування матеріального світу є процеси утворення електронів і, можливо, протонів, то їх скупчення в міжзоряному просторі призводить до вибуху і формування зірок.
У результаті народилася зірка матиме тільки спектр випромінювання та головними спектральними лініями цього спектру будуть лінії атомарного водню. Максимальна температура на поверхні такої зірки буде не найбільша. Її величину буде визначати енергія іонізації атома водню, що дорівнює 13,60 eV. Радіуси фотонів (довжини хвиль), що мають таку енергію, рівні
Це фотони початку невидимого ультрафіолетового діапазону. Сукупність цих фотонів, відповідно до закону Вина, формує температуру
Після народження зірки починаються процеси перетворення частини протонів на нейтрони. Відбувається це за рахунок поглинання електронів протонами.
Оскільки і протони, і електрони мають різнойменні електричні заряди і лінійно розташовані різнойменні магнітні полюси, то, якщо при їх зближенні, як часток з різнойменними електричними зарядами, їх однойменні магнітні полюси спрямовані назустріч один одному, то ці полюси обмежують їх зближення, в результаті формуються атоми водню. Якщо ж різнойменні магнітні полюси електронів і протонів виявляться спрямованими назустріч один одному, то після поглинання протоном, приблизно, 2,51 електрона він перетворюється в нейтрон, а залишок третього електрона, не оформившись ні в яку частку, розчиняється, перетворюючись в ефір.
Наявність протонів і нейтронів приводить до формування ядер дейтерію і тритію і початку формування ядер і атомів гелію. Цей процес супроводжується не тільки випромінюванням інфрачервоних, світлових і ультрафіолетових фотонів електронами, що формують атоми водню і гелію, але і випромінюванням протонами рентгенівських фотонів і гамма фотонів при формуванні ядер гелію. Це - наступний важливий етап у житті зірки. У цей період у зірки підвищується температура і вона починає інтенсивно випромінювати рентгенівські фотони і гамма фотони. Температура зірки підвищується за рахунок випромінювання електронами фотонів при синтезі атомів гелію.
Спочатку до протона ядра атома гелію наближається один електрон і формується воднеподібних атом гелію. При цьому випромінюється сукупність фотонів, серед яких можуть бути фотони з енергією, що дорівнює енергії іонізації атомів гелію 13,60 х4 = 54,40 eV. Радіуси (довжини хвиль) таких фотонів відомі і рівні
Це фотони, приблизно, середини ультрафіолетового діапазону. Сукупність таких фотонів формує температуру
Відомо, що електрон воднеподібного атома літію має енергію зв'язку з ядром цього атома, рівну Е = 13,60 х9 = 122,40 eV. Це енергії фотонів, які випромінюють електрони в самий початковий момент формування атомів літію. Радіуси (довжини хвиль) цих фотонів дорівнюють
Їх сукупність здатна сформувати температуру
Введення
Випромінювання Всесвіту, назване реліктовим, вперше було відкрито американськими фізиками Пензиасом і Вільсоном в 1965 р. за що їм була присуджена Нобелівська премія в 1978 р. Аналіз спектру цього випромінювання показав, що його залежність від довжини хвилі схожа на експериментальну залежність випромінювання охолоджуючого чорного тіла, яка описується формулою Планка. Тому приналежність реліктового випромінювання процесу охолодження Всесвіту після так званого Великого вибуху була визнана доведеним фактом.
Проте в 2004 р. цей факт було спростовано. Новий аналіз спектру реліктового випромінювання показав, що його джерелом є процес синтезу і охолодження атомів водню, який йде в зірках Всесвіту безперервно і не має ніякого відношення до Великого вибуху.
У 2006 р. Нобелівський комітет видав другу премію за додаткову експериментальну інформацію про реліктовому випромінюванні, залишивши в силі помилкову інтерпретацію природи цього випромінювання. Це спонукало нас опублікувати докладний аналіз реліктового випромінювання, переконливо доводить реальний, а не вигаданий джерело цього випромінювання. Зараз ми дізнаємося справжню природу інших максимумів випромінювання Всесвіту (рис. 1, точки В і С), які, як вважається, формуються інфрачервоними джерелами.
1. Реліктове випромінювання
Вважається, що реліктове випромінювання (рис. 1, максимум у точці А) народилося більше 10 мільярдів років тому в результаті «Великого вибуху». Інтенсивність реліктового випромінювання вище середнього фону не виявлено. Зменшення щільності реліктового випромінювання від фонової величини фіксується і називається анізотропією реліктового випромінювання. Вона виявлена на рівні 0,001% і пояснюється існуванням епохи рекомбінації водню, через 300 тисяч років після «Великого вибуху». Ця епоха, як вважають астрофізики, «заморозила» неоднорідність у спектрі випромінювання, яка збереглася до наших днів.
Рис. 1. Залежність щільності реліктового випромінювання Всесвіту від довжини хвилі:
теоретична - тонка лінія; експериментальна - жирна лінія
Теоретична залежність щільності випромінювання Всесвіту (рис. 1 - тонка лінія) подібна залежності щільності випромінювання абсолютно чорного тіла описуваного формулою Планка.
З урахуванням фізичного сенсу складових формули Планка, фізичний зміст всієї формули - статистичний розподіл кількості фотонів різних енергій в порожнині чорного тіла з температурою
Максимум випромінювання Всесвіту зафіксовано при температурі
Збіг теоретичної величини довжини хвилі (рис. 1, точка 3) з її експериментальним значенням
Фотони з довжиною хвилі
Енергія
Процес зближення електрона з протоном протікає при їх спільному переході з середовища з високою температурою в середу з меншою температурою або, простіше кажучи, при видаленні від зірки. Зближення електрона з протоном йде ступінчасто. Кількість пропускаються ступенів у цьому переході залежить від градієнта температури середовища, в якому рухається народився атом водню. Чим більше градієнт температури, тим більше ступенів може пропустити електрон, зближуючись з протоном.
Для зменшення похибок вимірювань фонового випромінювання робочий елемент приладу (болометр) охолоджують. Межа цього охолодження визначає кордон максимально можливої довжини хвилі випромінювання, при якій можна виміряти його інтенсивність. Експериментатори відзначають, що їм вдалося вивести в космос прилади, болометр яких був охолоджений до температури
На рис. 1 довжина хвилі
Для фіксації випромінювання при довжині хвилі
У табл. 1 представлені довжини хвиль і енергії фотонів, формують різну температуру середовища.
Таблиця 1. Довжини хвиль і енергії фотонів, які формують певну температуру
| Температура, | Довжина хвилі фотонів | Енергія фотона, eV |
| 2000/2273, 16 | 0,973 | |
| 1000/1273, 16 | 0,545 | |
| 100/373, 16 | 0,160 | |
| 10/283, 16 | 0,121 | |
| 1 / 274, 16 | 0,117 | |
| 0,0 / 273,16 | 0,117 | |
| -1/272, 16 | 0,116 | |
| -10/263, 16 | 0,113 | |
| -100/173, 16 | 0,074 | |
| -200/73, 16 | 0,031 | |
| -270 / 3,16 | 0,001 | |
| -272 / 1,16 | 0,0005 | |
| -273 / 0,16 | 0,00007 | |
| -273,06 / 0,10 | 0,00004 | |
| -273,10 / 0,050 | 0,000024 |
З викладеної інформації випливає, що максимально можлива довжина хвилі фотона близька до 0,05 м. фотонів зі значно більшою довжиною хвилі в Природі не існує.
Експериментальна частина залежності в інтервалі DE (рис. 1) відповідає радіодіапазоні. Вона виходить стандартними методами, але фізичну суть цього випромінювання ще належить уточнювати.
Для встановлення максимально можливої довжини хвилі фотона, що відповідає реліктовому випромінюванню, знайдемо різницю енергій зв'язку електрона атома водню, відповідну 108-му і 107-му енергетичним рівням.
Довжина хвилі фотонів з енергією
Фотони з такою довжиною хвилі й енергією здатні сформувати температуру
Величина цієї температури близька до її мінімального значення, отриманого в лабораторних умовах
Таким чином, можна стверджувати, що в Природі немає фотонів для формування температури
А тепер опишемо статистичний процес формування максимуму реліктового випромінювання. Максимуму щільності реліктового випромінювання відповідає довжина хвилі випромінювання, приблизно, дорівнює 0,001063 м (рис. 1, точка 3, А). Фотони з такою довжиною хвилі народжуються не тільки в момент зустрічі електрона з протоном, але і при подальших переходах електрона на нижчі енергетичні рівні. Наприклад, при переході електрона з 108 енергетичного рівня на 76 він випроменить фотон з енергією
Довжина хвилі цього фотона буде близька до довжини хвилі максимуму реліктового випромінювання
Фотон з аналогічною довжиною хвилі випромінюючи при переході електрона, наприклад, з 98 на 73 енергетичний рівень.
При переході електрона з 70 на 59 енергетичний рівень випроменить фотон з аналогічною довжиною хвилі.
Наведемо ще один приклад. Нехай електрон переходить з 49 на 45 енергетичний рівень. Енергія фотона, який він випроменить при цьому, дорівнює
Довжина хвилі також близька до максимуму реліктового випромінювання (рис. 1, точка 3, А).
Ми описали статистику формування закономірності реліктового випромінювання та його максимуму і бачимо, що форма цього випромінювання не має жодних ознак «замороженого» після так званої епохи рекомбінації водню, яку придумали астрофізики.
Підемо далі. Якщо електрон перейде з 105 енергетичного рівня на 60 рівень, то він випроменить фотон з енергією
Оскільки від 15 до, приблизно, 2 енергетичного рівня кількість рівнів значно менше кількості рівнів від 108 до 15, то кількість фотонів, що випромінюють при переході з 15 рівня і нижче буде значно менше кількості (а значить і їх щільність у просторі) фотонів, що випромінюють при переході з 108 до 15 енергетичного рівня. Це - головна причина існування максимуму реліктового випромінювання (рис. 1, т. А) і зменшення його інтенсивності зі зменшенням довжини хвилі випромінювання. До цього слід додати, що в момент переходу електрона з 15-го рівня і нижче випромінюються фотони світлового діапазону. Наприклад, при переході електрона з 15-го на 2-ий енергетичний рівень випромінюється фотон з енергією
Природно, що після формування атомів водню настає фаза формування молекул водню, яка також повинна мати максимум випромінювання. Пошук цього максимуму - наша наступна задача.
Відомо, що атомарний водень переходить в молекулярний в інтервалі температур
Таким чином, у нас є підстави вважати, що максимум випромінювання Всесвіту, відповідний точці С (рис. 1), формується фотонами, випромінюваними електронами при синтезі молекул водню.
Проте на цьому не закінчуються процеси фазових переходів водню. Його молекули, віддаляючись від зірок, проходять зону послідовного зниження температури, мінімальна величина якої дорівнює Т = 2,726 К. З цього випливає, що молекули водню проходять зону температур, при якій вони зріджується. Вона відома і дорівнює
Цей результат майже повністю збігається з максимумом в точці
Спектр фонового випромінювання Всесвіту формується процесами синтезу атомів і молекул водню, а також - скраплення молекул водню. Ці процеси тривають безперервно і не мають ніякого відношення до так званого Великого вибуху.
2. Простір Всесвіту нескінченно, матеріальний світ у ньому кінцевий
Сучасний рівень знань дозволяє сформулювати гіпотезу про те, що простір Всесвіту нескінченно, а матеріальний світ у ньому скінченна і ми знаходимося поблизу його центру.
Наукова інформація - продукт колективної наукової творчості вчених різних спеціальностей і поколінь. Щоб відповісти на питання: кінцева Всесвіт або нескінченна, необхідно не тільки володіти сукупністю знань різних наукових дисциплін, а й уміти аналізувати їх системно. Перший і головний принцип системного аналізу - виявлення головних чинників, що формують відповідь на поставлене питання, відповідний реальності або близький до неї.
Першим і самим головним фактором, що дозволяє почати формулювання відповіді на поставлене питання, є кількісний розподіл хімічних елементів у Всесвіті. Зазначимо це розподіл ще раз. Найбільша кількість у Всесвіті водню - найлегшого і самого першого хімічного елемента. Його 73% відсотка, 24% - гелію і 3% - всі інші хімічні елементи. На тлі цієї інформації кількість хімічних елементів у наших організмах у масштабах Всесвіту близько до нуля. І, тим не менше, ми існуємо і намагаємося пізнати навколишній світ. У нас вже сформувалося перше представлення про фізичну суті простору і ми знаємо, що існуємо в ньому. Наш рівень знань дозволяє нам уявити порожній простір. Ми ототожнюємо його з таким станом, при якому в ньому немає жодних хімічних елементів і їх елементарних частинок. У зв'язку з цим виникає природне запитання: чи є у Всесвіті області простору, в яких немає ніяких хімічних елементів і їх елементарних частинок, тобто порожні області простору?
Вже є експериментальні результати, які дозволяють розпочати пошук відповіді на поставлене питання. Плідність цього пошуку залежить від правильності інтерпретації експериментального факту, в якому відображена закономірність випромінювання Всесвіту.
Давно встановлено, що всі діапазони так званих електромагнітних випромінювань складають 24 порядку. Діапазон світлового випромінювання менше одного порядку і його довжина хвилі змінюється від
Вже є експериментальна інформація, що дозволяє нам вважати, що матеріальний світ розосереджений лише в частині Всесвіту, яка має форму кулі. За межами цієї зони немає матеріального світу. Немає там матеріальних частинок, і ми можемо вважати решту область простору порожній.
Експериментальна інформація для підтвердження достовірності описаної гіпотези, отримана недавно. Вона випливає з вже зазначеної нами анізотропії реліктового випромінювання на рівні 0,001%. На вигляд це - незначна величина, яка не заслуговує уваги. Однак, якщо врахувати, що астрофізики беруть фотони, випроменені зірками, що знаходяться на відстані
Наступний важливий факт - рівномірність максимуму випромінювання у всіх напрямках від приймача цього випромінювання. Він також свідчить про те, що джерела цього випромінювання розташовані в просторі, що має сферичне обмеження.
Астрофізики і астрономи мають велику кількість фотографій галактик Всесвіту. Багато з них мають зони без зірок, що дає підставу вважати, що за межами цих зон немає матеріального світу, і анізотропія реліктового випромінювання підтверджує цей факт.
Описана картина світу дає підставу вважати, що був такий стан Всесвіту, коли в ній не було ні одного хімічного елемента і виникає питання: звідки з'явилися хімічні елементи у Всесвіті? Звичайно, ми відразу відкидаємо ідею Великого вибуху - як джерела формування Всесвіту і матеріального світу в ній. Ближче до реальності гіпотеза народження елементарних частинок із субстанції, рівномірно заповнює весь простір і званої ефіром. Перш ніж аналізувати сутність цієї гіпотези, розглянемо процес формування температури плазми.
3. Нова гіпотеза народження матеріального світу
Перш ніж викладати нову гіпотезу про народження матеріального світу, треба переконатися, що можливості довести достовірність старої гіпотези вже вичерпані. Для цього достатньо сформулювати ключові питання, відповіді на які повинні слідувати зі старої гіпотези. Перший і головний з них - природа і властивості первинного вибухнув об'єкта: маса і щільність? Ми вже знаємо, що найбільшу матеріальну щільність (
Яка ж була щільність субстанції первинного об'єкта, наступного з Загальної теорії відносності А. Ейнштейна, розміри якого були близькі до розмірів горошини, з якої потім утворилися всі сучасні зірки й галактики? Здоровий глузд відразу відкидає цю гіпотезу і формує уявлення про наївність автора гіпотези «Великого вибуху» і його послідовників.
Нова наукова інформація про мікросвіт дає достатні підстави припускати, що процес народження матеріального світу почався з процесу народження елементарних частинок. Відомий вихровий характер магнітного поля, що виникає навколо провідника зі струмом. Що є носієм цього поля? Мабуть, якась невідома нам субстанція, яку ми називаємо ефіром. Цілком ймовірно, що в просторі можуть існувати умови, при яких з подібної магнітної субстанції формується мікро вихор з радіусом
Подібні освіти іноді спостерігаються у вигляді торообразних кілець диму на виході з труб двигунів внутрішнього згоряння. Звичайно, це гігантські освіти в порівнянні з розмірами електронів або протонів. Тим не менш, є підстави вважати, існування умов, при яких з ефіру можуть формуватися локалізовані в просторі тороїдальні освіти з постійною масою - електрона, радіус осі тора якого складає всього
Електрон має заряд і магнітне поле, подібне магнітному полю стрижневого магніту. Це створює умови для формування кластерів електронів шляхом з'єднання їх різнойменних магнітних полюсів. Однойменні електричні заряди електронів обмежують їх зближення. Електронний кластер - вже експериментальний факт.
Процес утворення електронного кластеру супроводжується випромінюванням фотонів, які ми спостерігаємо при формуванні електричної іскри. Тріск, який супроводжує цей процес - наслідок швидкості формування електронного кластеру та одночасного випромінювання фотонів усіма його електронами. Причина тріска - перевищення розмірів фотонів, випромінюваних електронами, на п'ять порядків розміри самих електронів.
У Природі електронно-іонні кластери могутніше. При їх формуванні утворюються блискавки, а тріск електричної іскри перетворюється на потужні громові гуркіт.
Є підстави вважати, що існують такі умови, при яких електрони кластера можуть об'єднуватися в одну структуру, яка називається протоном, маса якого майже в 1800 разів більше маси електрона. Наявність електронів і протонів - достатня умова для початку формування всього матеріального світу.
Першими народжуються атоми водню і цей процес супроводжується випромінюванням фотонів. Два атома водню, з'єднуючись, випромінюють фотони і утворюють молекулу водню.
Якщо в момент встановлення зв'язку між електроном і протоном їх різнойменні магнітні полюси спрямовані назустріч один одному, то протон поглинає такі електрони і перетворюється в нейтрон. Наступний крок - народження ядер дейтерію і тритію, а потім - ядер гелію і його атома.
Астрономи і астрофізики вважають, що зірки народжуються із зоряного газу. Однак нам не вдалося знайти інформацію про склад цього газу, тому введемо поняття реліктового міжзоряного газу, під яким будемо розуміти сукупність двох первинних елементарних частинок електронів і протонів, які формували такий газ на зорі народження матеріального світу.
Звичайно, вибухи наднових в наш час значно збагатили первинний реліктовий міжзоряний газ різними хімічними елементами. Тому ми повернемося до початкового періоду народження матеріального світу, коли так званий зоряний газ складався лише з електронів і, можливо, протонів.
Оскільки початком формування матеріального світу є процеси утворення електронів і, можливо, протонів, то їх скупчення в міжзоряному просторі призводить до вибуху і формування зірок.
У результаті народилася зірка матиме тільки спектр випромінювання та головними спектральними лініями цього спектру будуть лінії атомарного водню. Максимальна температура на поверхні такої зірки буде не найбільша. Її величину буде визначати енергія іонізації атома водню, що дорівнює 13,60 eV. Радіуси фотонів (довжини хвиль), що мають таку енергію, рівні
Це фотони початку невидимого ультрафіолетового діапазону. Сукупність цих фотонів, відповідно до закону Вина, формує температуру
Після народження зірки починаються процеси перетворення частини протонів на нейтрони. Відбувається це за рахунок поглинання електронів протонами.
Оскільки і протони, і електрони мають різнойменні електричні заряди і лінійно розташовані різнойменні магнітні полюси, то, якщо при їх зближенні, як часток з різнойменними електричними зарядами, їх однойменні магнітні полюси спрямовані назустріч один одному, то ці полюси обмежують їх зближення, в результаті формуються атоми водню. Якщо ж різнойменні магнітні полюси електронів і протонів виявляться спрямованими назустріч один одному, то після поглинання протоном, приблизно, 2,51 електрона він перетворюється в нейтрон, а залишок третього електрона, не оформившись ні в яку частку, розчиняється, перетворюючись в ефір.
Наявність протонів і нейтронів приводить до формування ядер дейтерію і тритію і початку формування ядер і атомів гелію. Цей процес супроводжується не тільки випромінюванням інфрачервоних, світлових і ультрафіолетових фотонів електронами, що формують атоми водню і гелію, але і випромінюванням протонами рентгенівських фотонів і гамма фотонів при формуванні ядер гелію. Це - наступний важливий етап у житті зірки. У цей період у зірки підвищується температура і вона починає інтенсивно випромінювати рентгенівські фотони і гамма фотони. Температура зірки підвищується за рахунок випромінювання електронами фотонів при синтезі атомів гелію.
Спочатку до протона ядра атома гелію наближається один електрон і формується воднеподібних атом гелію. При цьому випромінюється сукупність фотонів, серед яких можуть бути фотони з енергією, що дорівнює енергії іонізації атомів гелію 13,60 х4 = 54,40 eV. Радіуси (довжини хвиль) таких фотонів відомі і рівні
Це фотони, приблизно, середини ультрафіолетового діапазону. Сукупність таких фотонів формує температуру
Відомо, що електрон воднеподібного атома літію має енергію зв'язку з ядром цього атома, рівну Е = 13,60 х9 = 122,40 eV. Це енергії фотонів, які випромінюють електрони в самий початковий момент формування атомів літію. Радіуси (довжини хвиль) цих фотонів дорівнюють
Їх сукупність здатна сформувати температуру