Другая физика

массы (гравитационного радиуса)

и кулоновского заряда ('зарядового' радиуса)

Далее, легко подсчитать, что:

полная масса МГ

Q_МГ = a²b³e = a² b³ gc²(e/G)^1/2 ~ 3.2 10⁴² Кл,

V_МГ = (4p/3)(0.9873)³ Ч10⁷⁸ ~ 4.0 10⁷⁸ м³,

r_МГ ~ 3.3 Ч10^-26 кг/м³ ~ 20m_p /м³.

Поскольку по существующим оценкам плотность видимых масс в МГ составляет примерно 1 нуклон/м³, т.е около 5 процентов от r_МГ , то в рамках сделанных предположений видимые массы являются в сущности примесью к полной массе МГ.

m₀ = bm_e ~ 6.610^-9 кг

r₀ =10^-4 м.

Верхнюю границу массы нормально заряженных тел оценим из следующих соображений. Если мы начнем 'лепить снежок' из МНЗТ, то его электростатическая энергия будет расти как n^5/3, где n - число МНЗТ в комке, а энергия, приходящаяся на один элементарный заряд - как n^2/3. Как только эта энергия окажется сравнимой или превысит энергию связи избыточного заряда с веществом тела, начнется процесс 'испарения' заряда, т.е. нейтрализация. Оценивая электростатическую энергию МНЗТ как

E₀ ~ e/er₀ ~ 10^-4 эВ,

n ~ 10⁶.

V ~ 410⁷⁸/a²b³ ~ 210¹⁷ м³,

и длине свободного пробега

среднее расстояние между СНЗТ

и, при плотности, близкой к плотности воды, диаметр СНЗТ

Множество НЗТ можно рассматривать как газообразную среду, в которой НЗТ играют роль молекул. В объеме МГ этот газ достаточно плотный (длина свободного пробега существенно меньше радиуса МГ), но в объемах с характерным размером существенно меньше 1024 м его можно считать газом с нулевой упругостью и вязкостью, ввиду отсутствия дисстанционного взаимодействия (в пренебрежении магнитными эффектами) между частицами и редкостью контактных столкновений. Поскольку не видно, какие диссипативные механизмы могли бы существовать в этих условиях, среду надо рассматривать как сверхтекучую и сверхпроводящую, хотя, из-за массивности носителей заряда, лишь для очень медленных процессов (которые появятся позднее). Для достаточно быстрых процессов среда прозрачна. А поскольку она не излучает, то с точки зрения (буквально) астронома-наблюдателя все пространство 'безвидно и пусто', а содержащиеся в нем массы являются скрытыми.

Однако, скрытые массы с распределенным избыточным зарядом равномерно заполнять пространство, повидимому, не могут, во всяком случае, если скорости их хаотического движения не особенно велики - менее 400-500 км/c. Опреденное их подмножество испытывает взаимное тяготение, пусть и меньше ньютонова, и способно собираться в скопления, в то время как остальная часть стабильных скоплений образовывать не могут. Однако вряд ли образующиеся скопления могут достигнуть сами по себе такой плотности, чтобы в них возникли заметные диссипативные процессы. Следовательно, к дальнейшей конденсации в более крупные объекты скрытые массы таких скоплений неспособны.

Выбитые в результате фотоэффекта электроны, будучи максимально перезаряженными, быстро покинут освещенную область под давлением света, а затем и все скопление из-за кулоновского взаимодействия (оценка энергии такой эмиссии приводится далее). Нейтрализованная же компонента вещества создает зону ньютонова тяготения, уже не скомпенсированного кулоновским отталкиванием, что, в свою очередь, вызывает поток вещества из слабо освещенной периферии и дальнейшую его нейтрализацию. В результате плотность вещества в окрестности источника света повышается, создается местное недозаряженное (вплоть до нейтрального) сильно гравитирующее сгущение. Допуская некоторую вольность, можно сказать, что свет включает тяготение. Заметим также, что объемная плотность нейтрализованного, т.е. гравитирующего как с заряженными, так и с нейтральными телами, вещества должна быть пропорциональна плотности светового потока - 1/r², а градиентная плотность его массы δm/δr- константной (r - расстояние до источника).

Очевидный механизм возникает, если интенсивность источника такова, чтобы вызвать в достаточно обширной окрестности испарение хотя бы самых низкокипящих фракций материала сгущения. В этом случае испарение и механическое разрушение тел приведет к образованию нейтрального газопылевого облака, в котором уже неизбежно возникает трение, и, как следствие, конденсация вещества на центральный источник или-и на собственные центры конденсации, в роли которых могут выступать неоднородности плотности массы и остаточных зарядов, с последующим процессом звездообразования. После этого начальный источник можно и устранить - галактика (или ее ядро), в принципе, сформирована и способна к самостоятельному существованию.

Q = M/(Ge)^1/2 ~ 1.10³¹ Кл

и заряд этот распределен, как и скрытая масса, с постоянной градиентной плотностью

δq/δr = Q/R = 10⁹Кл/м.

Разность потенциалов между поверхностями с радиусами R и r (R>r)

при ln(R/r) ~ 2, что соответствует интегрированию примерно до поверхности балджа.

Таким образом, элементарный заряд, разноименный с зарядом короны, пройдя путь от R до r, войдет в балдж с энергией ' 10²¹ эВ. Протоны с близкой энергией действительно наблюдаются в составе космических частиц, но лишь как рекордсмены. Средняя же энергия в пересчете на протон на 11 порядков меньше. Однако, сам химический состав космики - протоны и ядра атомов- соответствует отрицательному заряду короны.

Пусть теперь тело 1 - это корона под радиусом , тело 2 - Солнце (M₂ = 2.10³⁰ кг, Q₂ =0), а пробное тело - протон (q'/m' = 4.10¹⁸), тогда

(r₂/r₁)² = (M₂/M₁)/(1+ Q₁'q'/M₁'m') = 5.10^-12/4.10¹⁸ ~10^-30 ,

r₂ = R.10 ^-15 = 10⁶ м,

Практически же это означает, что любой положительный ион, включая однократно ионизованные многоатомные соединения, которым случилось оказаться в фотосфере на обращенной к центру Галактики поверхности звезды типа Солнца, и любой полностью ионизированный атом для звезд-карликов, будет извлечен из оной фотосферы, втянут в поле короны и присоединится к семейству космических частиц. Ток этих частиц нейтрализует поле короны и, тем самым, сдвигает границу Роша в направлении к центру Галактики. После того, как граница Роша выйдет из под поверхности звезды (для Солнца r₂ = 7.10⁸ м, эффективный заряд короны Q_{1 EFF} = 2.10^-6Q₁) ток нейтрализации резко падает. Энергия убегания от Солнца для протона близка к 10³ эВ, фотосфера источником таких протонов быть не может - говорить можно только о солнечной короне.

Масса протонов, необходимых для полной нейтрализации заряда 10 ³⁰ Кл близка к 10²² кг или к 10^-8 солнечной массы. Даже если процесс нейтрализации осуществляется одной единственной звездой, такая потеря массы особого ущерба ей не нанесет.

Встроим одноразовым актом в С0 звезды гало (включим звезды) с примерно таким же пространственным распределением, что и вещество короны. Возникший ток протонов с поверхности звезд очень быстро - много быстрее 10⁵ лет - понизит эффективный заряд короны в области гало в 10⁴ - 10⁶ раз, затем начнет снижаться по мере выхода границы Роша из под поверхности звезд и, наконец, понизится до уровня, обеспечиваемого звездным ветром.

Будет ли заряд короны в зоне гало скомпенсирован полностью, или какой-то заряд останется - несущественно. Существенно другое: свяжутся ли протоны с телами короны, или большая их часть останется свободной, образуя протонный газ, вложенный в отрицательно заряженную корону. Последнее наиболее вероятно, поскольку после излучения протоны быстро приобретают ультрарелятивистскую энергию и с веществом короны взаимодействовать должны слабо.

вплоть до энергии ' 10²¹эВ, так что средняя энергия на протон близка к этой величине, а полная энергия протонного газа - кE=QV'10⁵² Дж.

После образования протонного облака с зарядом, близким (или равным) заряду короны в его объеме, эта область короны уже не может удерживать протоны от разлетания, но если корона простирается достаточно далеко за пределы гало (или будущего гало), то ее периферическая часть будет играть роль отражающей стенки. Таким образом, протоны будут осциллировать в некотором конечном объеме, постепенно теряя энергию.

Если в объеме облака имеются магнитные поля, то основным механизмом диссипации может оказаться синхротронное излучение. Происхождение этих полей для нас несущественно, достаточно утверждения, что галактические магнитные поля существуют. Начальная мощность P₀ синхротронного излучения должна определяться энергией магнитных полей в объеме гало и затухать примерно с постоянной времени t = E/P₀. Современное космическое излучение можно, по-видимому, рассматривать как реликт галактической юности, 'остывший' до энергии 10¹⁰ эВ на протон. Частицы, образующие верхнюю часть энергетического спектра космики, вероятно, молодые, испущенные с далекой периферии гало.

Обратим внимание на одно обстоятельство. В нашей модели периферия короны является, в сущности, стенкой сферического (во всяком случае, объемного) резонатора, заполненного заряженной ульртарелятивистской плазмой. В таком резонаторе с необходимостью должны возникать электромагнитные и акустические колебания протонного газа, следовательно, колебания его плотности. Через кулоновское взаимодействие плотность протонного газа влияет на распределение плотности и скоростей движения вещества короны. Не исключено, поэтому, что процесс звездообразования не случаен, но протекает преимущественно по характерным линиям мод колебаний - узлам или пучностям стоячих волн. Более того, колебания в протонном облаке могут быть главной причиной интенсивного звездообразования. Таким образом, прослеживается возможная цепочка событий, приводящих к рождению галактики: внедрение светящего зародыша в неструктурированную скопление скрытых масс - частичная нейтрализация тел среды и формирование короны (влияние гравитационного поля такого источника может оказаться и не принципиальным) - появление в короне источников, пусть в небольшом количества и незначительной массы, протонов - образование высокоэнергичного протонного облака и возбуждение в нем стоячих волн - массивное звездообразование по характерным линиям мод.

До сих пор мы ничего не говорили о другой стороне процесса формирования короны и протонного облака - о судьбе электронов, ранее связанных с протонами и нормально заряженными телами. Очевидно, что они выталкиваются полем короны в межгалактическое пространство, ускоряясь при этом до той же, примерно, энергии, что и протоны - 10²⁰ - 10²¹ эВ. Внутрь других галактик с коронами такими же или более мощными, чем у галактики-источника, они попасть не могут - будут отражены полем короны. Но броню более слабых корон должны прошивать, вкладывая более или менее значительную долю в состав туземного космического излучения. Для небольших галактик (точнее, галактик с небольшими коронами) почти вся высокоэнергичная компонента космического излучения может состоять из 'свистящих' электронов внешнего происхождения.

Очевидно, что b-излучение галактик наиболее интенсивно в период формирования короны и внутреннего протонного облака. Сам процесс звездообразования, вероятно, идет в уже нейтрализованном (протонным облаком) веществе короны и существенного вклада в электронную эмиссию не вносит.

Подчеркнем еще раз, что основной 'зародышевой' характеристикой этого объекта должна быть не масса как таковая, но светимость и экспозиция, достаточные для того, чтобы вызвать заметную деионизацию фонового вещества в объеме с радиусом, сравнимым с 10²⁰ - 10²¹ м (10⁴ - 10⁵ св.лет), и его испарение после периода начального сгущения. Т.е. объект этот должен быть и ярким и достаточно стабильным. Сверхновые и сверхзвезды на эту роль подходят плохо, не говоря уже о том, а откуда они, собственно, могут взяться? Тем более, в астрономических, ~10¹¹, количествах.

См. "Другая физика" С.Б. Кузьминых ГЛАВА 1    ГЛАВА 2   ГЛАВА 3
HOME СиЗиФ