Плотности тел во вселенной сообщение

Обновлено: 02.07.2024

Плотность вещества, непосредственно видимого как звезды и светящиеся газовые облака в галактиках, усредненная по всему объему, включающему темное межгалактическое пространство, является величиной порядка

Плотность энергии электромагнитного излучения космологического происхождения (чернотельное реликтовое излучение с температурой 2,7 К) равна Эта величина, деленная на с, дает значение плотности которое в настоящее

время пренебрежимо мало по сравнению с плотностью обычного вещества.

Физикам теперь известно о существовании слабо взаимодействующих частиц — в первую очередь ситуация иллюстрируется поиском солнечных нейтрино: считается, что их поток составляет 5% от солнечного светового потока, т. е. что соответствует плотности энергии и плотности массы однако они еще не обнаружены. Электронные нейтрино с более низкой энергией на одну частицу и другие типы нейтрино, а также гравитоны обнаружить гораздо труднее по сравнению с солнечными мегавольтными нейтрино.

Это значит, что прямыми физическими измерениями в лаборатории невозможно обнаружить нейтрино даже в тех количествах, которые уже чрезвычайно важны в космологии. В космологическом масштабе гравитация оказывается более чувствительной к нейтрино, чем лабораторные детекторы частиц [77].

Первым и очевидным результатом избытка плотности было бы уменьшение времени эволюции:

для для релятивистских частиц. Для асимптотически не зависит от Н:

Принимая возраст солнечной системы лет за нижнюю границу для получаем Но это очень завышенная оценка. С большой уверенностью можно положить

Это позволяет дать верхние пределы для температуры равновесного ферми-газа или чернотельного гравитационного излучения:

меньше эВ, так что они не аннигилируют в ходе расширения.

Используя завышенную оценку они получили для масс покоя или приблизительный верхний предел эВ. Это было не важно для но очень важно для мюонных нейтрино.

Каусик и Мак-Клелланд [12] усовершенствовали теорию, приняв а также равную массу (если она есть) для всех типов нейтрино, и получили более сильный результат эВ. Салаи и Маркс [64] рассмотрели судьбу тяжелых нейтрино в галактиках.

После открытия третьего лептона много групп исследователей независимо использовали космологические аргументы, чтобы исключить интервал эВ возможных значений масс покоя Однако интервал эВ эВ ставит новые проблемы: аннигиляция в ходе расширения имеет место, когда температура падает до Была использована теория аннигиляции в ходе расширения, развитая в связи с аннигиляцией вещество— антивещество [10] и кварковой аннигиляцией [81]. Ее важным результатом является алгебраическая (не экспоненциальная) зависимость окончательной концентрации от массы покоя.

В результате [37, 38, 67] появился запрет на интервал масс покоя, приведенный выше. Поэтому масса покоя третьего нейтрино также должна быть меньше 20 эВ, и точно нулевое значение является весьма вероятным. Время жизни массивных нейтрино обсуждалось в работе Дикуса, Кольба и Теплица [14]. Случай кварков, упомянутый выше, был важен для развития теории элементарных частиц. Если свободные кварки могут существовать, их концентрация после рекомбинации должна быть равна концентрации фотонов. Отношение числа кварков к числу барионов должно быть порядка . Отсутствие такой концентрации в обычной материи было аргументом в пользу теории невылетания кварков. Этот аргумент был сильнее, чем результаты экспериментов на ускорителях и с космическими лучами. Возможные свойства хиггсовского мезона проанализированы с использованием космологических аргументов в работе [57].

Чему же равна “средняя” плотность расширяющейся Вселенной и изменяется ли она с течением времени вообще?

Мы уже знаем, что в какой бы мере ни возрастали арифметические величины положительной и отрицательной энергии в отдельности, их алгебраическая сумма во Вселенной всегда остается постоянной и равной нулю в полном соответствии с законами сохранения и сотворения энергии. Мы знаем также и то, что положительная энергия выражает массу вещества, а отрицательная энергия – вакуумное пространство. Рост положительной массы неизбежно сопровождается эквивалентным увеличением вакуумного пространства так, что их отношение (то есть средняя плотность) всегда остается постоянным числом.

Предостережение: средняя плотность Вселенной не есть отношение масс, а есть отношение положительной массы Вселенной к ее объему. Отношение масс равно

Е /(– Е ) = –1.

Согласно закону сохранения энергии, средняя плотность Вселенной никогда с течением времени не изменяется. Она всегда сохраняется постоянной величиной как в период расширения, так и в период сжатия Вселенной: ρ = const. Постоянной сохраняется не положительная масса, а средняя плотность Вселенной:

Средняя плотность Вселенной начинает свое существование не с нулевой, а сразу же с некоторой конкретной величины (равной примерно 2∙10^(-33) кг/см3), которая остается постоянной на протяжении всей жизни Вселенной. Однако это вовсе не означает, что вещество во Вселенной распределяется якобы равномерно.

Напротив, нам достоверно известно, что положительная энергия в соответствии с заложенной в ней программой эволюционного развития неизбежно должна концентрироваться в электроны, протоны, атомы, молекулы, газы, жидкости, твердые тела и т.д.

Плотность вещества на единицу объёма пространства постоянна во вселенной, которая беспредельно вечно равно пропорциональной прирастает в совокупном объёме пространства вакуума космоса и совокупной массе вещества малых и больших космических тел и систем космических тел.

Время это процесс бытия. Процесс бытия это время. Процесс бытия - время не обратимо вспять. Длительность процесса бытия (длительность времени) строится из последовательности моментов, мгновений процесса бытия (мгновений, моментов времени).

Процесс бытия реальности-вселенной не имеет начала и не имеет конца. Реальность-вселенная беспредельно бесконечная, не имеет конечных размеров. Реальность-вселенная мульти масштабно мульти локально фрактальная. Относительно каждого эпицентра локального процесса бытия действует физический механизм горизонта событий процесса бытия. Энергия-информация о событиях процесса бытия переносится на носителях энергии-информации процесса бытия. Горизонт событий - это то расстояние от эпицентра событий процесса бытия на момент излучения носителя информации, за пределы которого носитель информации никогда не сможет попасть вследствие удаления горизонта событий космологическим приростом объёма пространства материи вакуума космоса.

Материя вакуума и вещества неуничтожима на квантовом масштабе. Из неуничтожимости материи следует, что материя не только сохраняется, но и прирастает. Объём пространства и масса вещества вселенной прирастают во времени. Потому что необратимы вспять относительно редкие, но повсеместно систематически происходящие события рождения новых элементарных отдельностей материи объёма пространства вакуума космоса и Атомных Единиц Массы вещества в форме новых нейтронов. Рождение новых элементарных отдельностей материи вакуума и вещества является естественным процессом "туннелирования" голограммы виртуальной материи в реальную материю. Процесс бытия есть работа. Всякая работа производит продукт. Продуктом работы процесса бытия материи является самосохранение материи с приростом материи.

Во вселенной действует постоянное соотношение (константа) между объёмом пространства материи вакуума и Атомной Единицей Массы вещества (А.Е.М.).

Атомная Единица Массы - это электростатически нейтральный нейтрон или пара из протона и электрона, комплементарных друг к другу по электростатическому заряду.

Используем Число Авогадро, чтобы определить среднюю плотность вещества во вселенной в пересчёте на Атомную Единицу Массы.

1 грамм любого вещества содержит Число Авогадро 6,022140857*10^23 Атомных Единиц Массы.

По оценке астрономов средняя плотность вещества во вселенной около 3*10^-31 г/см^3.

Тогда: 3*10^-31 г/см^3 * 6,022140857*10^23 А.Е.М./г = 18,0422571*10^-8 А.Е.М./см^3 = 1,80422571*10^-7 А.Е.М./см^3

1/1,80422571*10^-7 А.Е.М./см^3 = 5,5425438*10^6 см^3/А.Е.М.

1 А.Е.М./5,5425438*10^6 см^3 = 1 А.Е.М./5,5425438 м^3

Резюме: на 5,5425 кубометров материи вакуума приходится 1 Атомная Единица Массы вещества в среднем по вселенной; на 1 Атомную Единицу Массы приходится 5,5425438 м^3 объёма пространства вакуума космоса:

5,5425438 м^3/1 А.Е.М.

1 А.Е.М/5,5425438 м^3.

А как определить количество элементарных отдельностей электростатического поля и магнитного поля, составляющих 1 кубический сантиметр, 1 кубический метр объёма пространства материи вакуума?

Реальность-Вселенная фрактально относительная элементарными отдельностями объёма пространства материи вакуума и Атомными Единицами Массы вещества (нейтронами и комплементарными парами из протона и электрона) относительно самой себя в векторе (сферовекторе?) процесса своего бытия.

Объёмная Постоянная Хаббла 6,591*10^-18 в секунду отражает равный пропорциональный прирост объёма пространства материи вакуума и массы вещества. Следовательно, одна Атомная Единица Массы производит следующее количество объёма пространства материи вакуума (М.В.) в секунду:

5,5425438 м^3 М.В. * 6,591*10^-18 /1 А.Е.М.* секунда = 36,53*10^-18 м^3 М.В./1 А.Е.М.* секунда = 3,653*10^-17 м^3 М.В./1 А.Е.М.* секунда.

Работа процесса бытия каждой Атомной Единицы Массы порождает 3,653*10^-11 см^3 объёма пространства Материи Вакуума за период времени одна секунда.

Отсюда можно попытаться определить величину элементарного объёма пространства материи вакуума: элементарного вихря материи электростатического поля и элементарного вихря материи магнитного поля.

Вероятно, надо учитывать количество оборотов в секунду нейтрона, протона, электрона. И учитывать сколько объёмов пространства А.Е.М. поместится в 5,5425438 м^3 объёма пространства материи вакуума. Можно предположить, что в 5,5425438 м^3 Материи Вакуума содержится некоторое количество Числа Авогадро элементарных отдельностей объёма пространства материи вакуума.

Порождаемые работой процесса бытия в относительно горячем веществе звезды Солнце новые нейтроны, в относительно большой доле не захватываются быстро двигающимися ядрами атомов и в течение 14 минут и 40 секунд разделяются на протон, электрон и фотон. Общая энергия фотона и кинетического движения протона и электрона составляет 782000 электрон-вольт. Энергия от разделения на протон, электрон и фотон не захваченных ядрами атомов новых нейтронов полностью обеспечивает светимость Солнца. Если бы все новые нейтроны делились в веществе Солнца на протон, электрон и фотон, то светимость Солнца была бы в более чем в 2,5 раза больше реально наблюдаемой светимости.

При захвате новых нейтронов ядрами атомов получаются более тяжёлые изотопы исходных элементов, в том числе радиоактивные изотопы с избыточным количеством нейтронов относительно протонов. При захвате протона или электрона получающихся от деления на протон или электрон новых нейтронов в тесной близости от ядер атомов, ядра таких атомов прирастают на одну Атомную Единицу Массы и прирастают на единицу электростатического заряда, или не прирастают в массе, но теряют одну единицу электростатического заряда.

Деление новых радиоактивных атомов в веществе Солнца вносит незначительную долю в энергетику Солнца.

Термоядерный синтез протия, дейтерия в новые атомы гелия и другие виды термоядерного синтеза вносят малую долю в энергетику Солнца.

Порождаемые работой процесса бытия в относительно холодном веществе планеты Земля новые нейтроны почти все захватываются медленно двигающимися ядрами атомов. Поэтому тепловой поток из недр Земли в миллионы раз меньше, чем мог быть, если бы все новые нейтроны в веществе планеты Земля делились на протон, электрон и фотон. Трансмутация атомов вещества планеты Земля в результате захвата ядрами атомов новых нейтронов или захвата протона или электрона - продуктов деления новых нейтронов, ведёт к рождению в веществе планеты Земля новых атомов радиоактивных элементов вплоть до разных изотопов атомов урана и тория. А также обеспечивает синтез стабильных изотопов элементов вплоть до висмута, утилизирует в ядрах атомов новые нейтроны и утилизирует потенциальную энергию новых нейтронов.

Относительно небольшое выделение энергии в недрах планеты Земля, прирост массы планеты Земля, изменение плотности разных малых и больших объёмов вещества вследствие трансмутации атомов вещества, ведущей к медленному всплытию к поверхности возникающих менее плотных фракций и меленному погружению вглубь возникающих более плотных фракций вещества, является физической причиной тектонических процессов, землетрясений и вулканической активности планеты Земля.

Трансмутация атомов элементов в веществе планеты Земля обеспечивает физическую и химическую эволюцию вещества, ведёт к эволюции молекул неживого вещества в молекулы живого вещества.

Поскольку работа процесса бытия плотной материи массы вещества порождает новые элементарные отдельности объёма пространства неплотной материи вакуума, а работа процесса бытия материи вакуума порождает новые Атомные Единицы Массы вещества в форме новых нейтронов (около 4 миллионов новых нейтронов в секунду в грамме любого вещества), постольку очевидно, что Солнце растёт в массе на относительную величину Объёмной Постоянной Хаббла и прирастает в светимости. Космологическим приростом объёма пространства материи вакуума, давлением потоков частиц
вещества солнечного ветра и давлением света от Солнца планеты отодвигаются от Солнца приблизительно пропорционально квадрату увеличения светимости Солнца. Поэтому тепловой поток на единицу поверхности Земли остаётся приблизительно одинаковым на протяжении нескольких миллиардов лет. А короткие и длинные периоды повышенной и пониженной активности относительно стабильной звезды желтый карлик - наше Солнце вызывают соответствующие периоды относительно небольшого повышения и понижения средней температуры воздуха и поверхности Земли, температуры воды в океанах.

В иллюстрации отражены объёмы в литрах, которые занимают килограмм-моли твёрдых или жидких фаз элементов вещества. Для водорода указаны объёмы, которые занимают килограмм-моли трёх разных изотопных фракций: протия, дейтерия, трития. Из этой иллюстрации следует, что по мере роста электростатического заряда ядер атомов элементов, вещества недр то повышают, то понижают плотность жидких и твёрдых агрегатных фаз. Что приводит то к погружению к центру Земли, то к всплытию к поверхности Земли малых и больших объёмов вещества, состоящих из множества атомов разных элементов. На фоне медленного увеличения массы вещества Земли и объёма пространства, занимаемого веществом Земли.