© Е.М. Трунаев.
ПРИРОДА МАГНИТНЫХ
ПОЛЕЙ НЕБЕСНЫХ ТЕЛ С ПОЗИЦИЙ ГИПОТЕЗЫ
ОБРАЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ ИЗ ЦЕНТРОСТРЕМИТЕЛЬНОГО ВИХРЯ.
Предисловие.
Прежде чем
начать разговор о явлении магнетизма планет - бесспорно, очень важной,
но всё же не самой главной темы естествознания - следует хотя бы несколько слов сказать вообще о состоянии
космогонии - разделе науки, изучающей проблемы
образования и развития Солнечной системы в целом. Наиболее сложным здесь
считается вопрос определения сущности причин образования
исходного вещества. В космогонических схемах
разных исторических эпох этот вопрос рассматривался неоднократно, и
каждый раз предлагались свои особые
варианты возникновения вещества и
эволюции Солнечной системы. Были
варианты совместного формирования планет и Солнца из некоего
единого пыле-газового облака, но чаще всего предлагались варианты раздельного их появления. Вся
трудность ситуации с выбором вещества и
формы образования небесных тел заключалась в том, что в каждом случае планеты причислялись к особой
категории небесных тел, развитие которых
якобы происходило иным путём, чем
развитие самого Солнца. И, стало быть, считалось, что для образования планет требуется особого рода вещество, содержащее пылевую компоненту очень
сложного химического состава.
Многочисленные
наблюдения указывают на то, что в
окружающем нас мире отсутствует
полностью материал, пригодный для
непосредственного получения из него небесных объектов Солнечной системы.
Как правило, во Вселенной преобладает вещество двух фазовых состояний - плазма и газ.
На твёрдую фазу (пылевую
компоненту) приходится всего менее одного процента видимой части вещества. В основном это довольно разряжённые
облака пыли, состоящей преимущественно
из насыщенных углеродом твёрдых частиц (сажи), химический состав которых очень далёк от состава вещества слагающего планеты. Таким образом, если строго
следовать фактам, то логически
трудно понять каким способом и из чего образовалась наша Солнечная система в целом, и особенно
её планеты так называемой земной группы,
в составе которых имеются атомы тяжёлых
химических элементов, непосредственно не наблюдаемых в межзвёздной среде и
очень редко в составе звёзд. Возникает
парадоксальная ситуация. С одной
стороны оказывается, что в природе нет
вещества с необходимыми для построения
планет свойствами. Но очевидно и то, что
наша Земля и другие небесные тела
реально существуют и, следовательно, когда-то и из чего-то образовались.
И вот это противоречие понуждает учёных
самим придумывать варианты выхода из
логически возникшего тупика. В результате появляется три варианта чисто умозрительных схем
"получения" экзотической до-планетной пыли. В первом варианте
считается, что пыль, с необходимыми для
построения планет свойствами,
якобы получается в результате
последовательной переработки
водорода в недрах нескольких поколений
звёзд. Эти звёзды, по мнению
учёных, поочерёдно возникают, а после
непонятно почему взрываются. В
недрах каждого поколения таких звёзд, согласно теорий, образуются более сложные и тяжёлые химические элементы,
и после серии актов "рождения" и гибели некоторого количества звёзд,
на их месте остаётся вещество, пригодное,
как считают, для образования планет. Во втором варианте "рождения"
до-планетной пыли, вместо серии взрывов ординарных звёзд, предлагают
модель взрыва только одной, но
супер-звезды, сравнимой по
мощности с классом звёзд так называемых сверхновых. И, наконец, в третьем
варианте до-планетное вещество, якобы
было изготовлено в недрах самого Солнца,
а затем каким-то образом оказалось
выброшенным из него (варианты "выброса" самые невероятные) и
сохранено в ближайшем к Солнцу окружении.
Однако,
даже приняв любую из предложенных схем
появления исходного вещества, учёные
приходят к мнению о том, что из полученного таким образом прото-облака нельзя собрать имеющийся
ряд планет и их спутников. Причина
заключается в том, что каждое небесное тело в Солнечной системе имеет
разнообразный, очень сложный и отличный от других химический состав, не
отвечающий какому-то единому
усреднённому уровню. Сейчас трудно, даже теоретически,
представить весь спектр химических
элементов, сочетание которых удовлетворяло бы
требованию получения непосредственно из прото-облака планет и их
шарообразных спутников. И вот, с целью ухода от возникшего разногласия фактов, касающихся современного
несоответствия химического состава оболочек небесных тел и предполагаемого усреднённого состава
прото-облака, учёные вынуждены
придумывать способы искусственного решения
возникших противоречий.
Из
анализа научных публикаций следует, что главная часть традиционных
космогонических построений базируется на умозрительной предпосылке о
предварительной "сепарации" (разделения на фракции)
"первозданного" пыле-газового облака. Учёные утверждают, что в
качестве причины развития гипотетической
сепарации масс в прото-облаке послужили эффекты, связанные с
явлением светового давления, якобы оказываемого на газ и твёрдые частицы в прото-облаке со стороны потока корпускул и разного рода
электромагнитных квантов, исходящих из
Солнца. В итоге, как утверждают теории, тугоплавкая и тяжелая фракция, в
том числе железо, силикаты, радиоактивные элементы и проч., остались в области центра облака, в
непосредственной близости от Солнца,
где из них сформировались (видимо, не
без помощи чудес) планеты земной группы. В область периферии изгонялись легкие газы -
водород, гелий, молекулы воды - и там из
этой смеси летучих веществ создавались планеты-гиганты и их
спутники.
Идея
солнечной "сепарации" сразу же накладывает жёсткие ограничения
на характер распределения вещества между современными планетами земной группы,
планетами-гигантами и их спутниками.
И мы вправе ожидать здесь проявления
некоторой закономерности - чем дальше
небесный объект находится от центра системы (от Солнца), тем легковеснее его вещество. Однако выяснилось нечто
противоположное. Никакой упорядоченности в распределении вещества между
указанными небесными телами в действительности не существует. К примеру, средняя плотность вещества у Меркурия меньше чем плотность у более далёкой от
Солнца Земли (соответственно, 5,44 г/см 3 и 5,52 г/см 3). Эти показатели, при наличии "сепарации", должны были бы иметь, как минимум, обратную
последовательность, чем та, которая имеется у вышеназванных небесных тел. Вещество Венеры, образовавшейся в промежутке между Землёй и Меркурием, в сравнении с ними, так же оказывается менее
плотным (5,24 г/см3) и не
вписывается в умозрительную схему
"сепарации". У Луны, которая
по масштабам Солнечной системы находится почти рядом с Землёй, плотность
вещества составляет в среднем, всего 3,34 г/см 3, что примерно в полтора раза
ниже значений средней
плотности вещества Земли, и найти всему этому объяснение с позиций "сепарации" до-планетного
вещества невозможно.
Если
проследить за характером изменения
средней плотности у планет-гигантов, то и здесь мы не найдем
какой-либо закономерной связи между
тем как эти небесные тела
располагаются в пространстве и значением плотности их вещества. О какой
"сепарации" можно вести
речь, если, к примеру, ближайший из группы планет-гигантов Юпитер имеет плотность
- 1,33 г/см 3, Сатурн - 0,69 г/см 3, но уже
следующие за ними Уран, а
особенно Нептун, очень резко утяжеляются, соответственно до уровня
1,285 г/см 3, и 1,64 г/см 3,
хотя по всем канонам классических
космогонических схем вещество этих небесные тела должно быть ещё более
легковесным, чем у Сатурна. Но
особенно в этом плане выделяются спутники планет-гигантов. У них
вообще отсутствует какая-либо связь между средней плотностью
и характером распределения в
пространстве. Причём, данное состояние неопределённости сохраняется
как в соотношении спутников между собой, так и в отношении спутников с их собственной планетой. К примеру, у Юпитера, занимающего
центральное место в своей системе,
средняя плотность составляет всего 1,33 г/см 3, тогда как
плотность вещества у его
ближайшего шарообразного спутника
- Ио достигает значений 3,55 г/см 3. Получается,
что у сравнительно маленького спутника Ио, затерявшегося где-то на окраинных
просторах Солнечной системы, плотность более чем в два раза
превышает среднюю плотность ближайшей к ней главной планеты и находится
в близком соответствии с плотностью
вещества Луны и Марса, принадлежащих к
совершенно другой группе так называемых "тяжёлых" небесных тел. У
Европы, Ганимеда, Калисто плотность так
же аномально высока, в сравнении с их
главной планетой (соответственно 3,04; 1,93; 1,83г/см 3 [5], [6]), и
в абсолютном значении меняется совершенно произвольно. У спутников других планет-гигантов, ситуация,
в принципе, такая же.
Даже этот далеко не полный анализ сведений,
известных науке с незапамятных времён, с
очевидностью указывает на то, что, в
целом, в масштабах всей системы,
нет какой-либо единой
связи между положением небесных тел в пространстве и значением средней плотности их вещества. Однако в
последнее время получены свидетельства о наличие резкой
"аномалии" в характере распределения летучих и лёгкоплавких
веществ, отмечаемых как в пределах
планет так называемой земной группы, так и в пределах всей Солнечной системы в
целом [6]. То есть, фактически, получены
сведения, указывающие на то, что летучие вещества распределены между небесными телами вопреки основной
логики развития и взаимосвязи идей, составляющих структуру современных
космогонических схем. Выясняется, что характер распределения летучих веществ в системах Юпитера, Сатурна и Солнечной системы в целом, свидетельствует об отсутствии признаков концентрации их по типу - чем дальше от центра - тем больше летучих. В
действительности всё совершенно
иначе - максимум летучих в центре каждой
отдельно взятой системы, минимум в её середине при некотором росте в
направлении периферии. То есть,
оказывается, что не только тугоплавкая и тяжёлая часть вещества, но и
компонента из так называемых летучих веществ (водород, гелий, вода)
распределены между объектами Солнечной
системы совершенно не так как это должно было быть при соблюдении условий фракционной сепарации вещества.
Постепенно, шаг за шагом, исследователи
узнают, что в Солнечной системе каждый объект шарообразной формы индивидуален в
химическом отношении. А это означает, что каждый из них формировался
совсем не так, как некогда представлялось
учёным. И поскольку главная часть стандартных идей, имеющих отношение к
вопросам изначального появления и "сепарации" до-планетного облака
входит в противоречия с каждым из надёжно установленных фактов, то это означает, что эти построения,
в принципе, не верны, и что не только
само вещество, но и все объекты
Солнечной системы формировались в соответствии
каких-то других, неведомых ещё современной науке схем и
законов.
В
дополнение к сказанному можно отметить, что
после начала полётов космических аппаратов и планомерного изучения
небесных тел, составляющих периферию
Солнечной системы, кроме уточненных данных о химическом составе вещества в
распоряжении учёных оказались
дополнительные сведения о
характере распределения внутренних масс (в частности, о величине безразмерного
момента инерции [5]) и об особенностях функционального состояния разного рода небесных тел. Выяснилось, к примеру, что вопреки ныне
сложившемуся мнению, все спутники планет-гигантов не являются какими-то примитивными небесными телами,
состоящими из хаотического набора застывшей
воды и газа (неизвестно каким образом обособившихся вблизи
массивных планет), а являются по
сути дела такими же планетами, но малых
размеров. У многих спутников Юпитера
инструментально зафиксированы признаки
дифференциации вещества в недрах (утяжеление его, по мере приближения к центру
небесного объекта) и наличие собственных магнитных полей, что, собственно,
явилось полнейшей неожиданностью для учёных.
Вполне вероятно, что магнитные поля существуют и
будут найдены и на спутниках других планет-гигантов, при их детальном
исследовании. Неожиданным
является и тот факт, что все спутники планет-гигантов за исключением Титана (спутник планеты
Сатурн) имеют верхние оболочки, целиком состоящие из твёрдого (кристаллического) вещества,
некогда испытавшего процессы
полного плавления. Вероятнее всего, что
и вышеупомянутый спутник Титан,
фактически, не составляет особого исключения.
Вполне допустимо, что вблизи
границ, составляющих верхнюю часть поверхности и этого небесного объекта, располагается
кристаллическая кора из вещества
сильно отличающегося от водяного льда.
Но эта оболочка скрыта от наблюдения
слоем густых облаков и мощным слоем газообразной атмосферы, внешне сходных с тем, что мы наблюдаем на
нашей Земле или на Венере.
На
детальных фотографиях поверхности спутников планет-гигантов, полученных из
космоса, видны изображения вулканических комплексов и разного рода горных систем -
свидетельств достаточно бурных проявлений термальной активности и
тектонических движений. Поверхность
всех спутников представляется густо покрытой кратерами ранее
действующих вулканов, а, к
примеру, на спутнике Ио очень
бурная вулканическая деятельность
наблюдается и поныне. Факты обнаружения
действующих вулканов и признаков непомерно высокой термоактивности в
недрах "ледяных" спутников планет-гигантов оказались полной
неожиданностью для учёных, так как такого рода
наблюдения противоречат наиболее важным теоретическим
построениям в этой части научных исследований.
Наличие вулканов свидетельствует о том, что в недрах
столь незначительных небесных тел, какими являются спутники
планет-гигантов, происходят сейчас (или ранее происходили) какие-то
неизвестные ещё учёным процессы, определяющие
выделение огромного количества тепла.
Нетрудно представить, что в том случае, когда тепловое излучение нарастает в зависимости Т4, от
величины температуры нагрева тел, для плавления льда и железо-силикатных
"камней" (планетезималей), в условиях открытого космоса, необходимо
иметь очень мощные источники тепловой энергии.
Но если следовать путём традиционных
концепций, то окажется, что потенциально
возможных источников энергии для
плавления каменных глыб и водяного льда на периферии Солнечной системы, в
принципе, не имеется.
Гипотетический
процесс получения тепла за счёт
распада радиоактивных элементов, в отношении спутников планет-гигантов, учёными
отвергается. Во-первых, сомнительно,
чтобы в условиях предполагаемой "сепарации" вещества эти химические элементы смогли
переместиться так далеко от центра
Солнечной системы и там, избегая влияние
планет-гигантов, собраться именно на их спутниках, обладающих ничтожно
малыми размерами в соотношении с
планетами. Во-вторых, даже если бы и были когда-то на спутниках радиоактивные элементы в
избытке, то с учётом времени полураспада и предполагаемого времени
существования Солнечной системы, большая часть
коротко живущих элементов должна к настоящему времени постепенно
исчезнуть, трансформировавшись в термально не активную часть вещества, и
выделение тепла, связанного с
радиоактивностью, должно прекратится. А если учесть тот факт, что
все спутники планет, в основном, имеют небольшие размеры и малую массу, то следует предположить, что
полученное некогда радиогенное
тепло обязано выйти наружу, а сами
спутники полностью остыть по прошествии всего нескольких миллионов лет с
момента их образования. Наличие же
современных вулканов и собственных
магнитных полей у спутников, свидетельствует о том, что процессы генерации
тепла в их недрах всё ещё продолжаются.
Наряду
с радиоактивностью, иногда в качестве возможной причины плавления вещества называют процессы, связанные с метеоритной бомбардировкой небесных тел. Но
такой механизм получения тепла вряд ли
приемлем в отношении спутников планет-гигантов по одной простой причине. Силикатные метеоритные
тела в пределах орбит спутников планет-гигантов в настоящее время не обнаруживаются. И вряд ли объекты такого
рода находились там в изобилии в
прошлом, поскольку по условию образования Солнечной системы на её периферию изгонялись газы (главным
образом водород, гелий и азот) и
молекулы воды, а из сочетания этих веществ каменные метеориты не образуются. Предположение о том, что
в качестве источников тепловой
энергии служили процессы столкновения
ледяных глыб, заходит
в область физически недостижимых понятий. И тем более, когда таким же способом пытаются обозначить механизм плавления не только льда, но и железо-силикатных
"камней" (планетезималей), которые, как предполагают, сумели
таки обособиться в
недрах этих довольно небольших небесных тел, и там расплавиться, преобразовавшись в магму.
Однако даже столь сомнительное предположение,
каким является тезис о появлении силикатного расплава в недрах "ледяных" спутников планет-гигантов, вовсе не снимает проблемы,
связанной с объяснением факта наличия у
спутников магнитных полей.
Общеизвестно, что для того чтобы
возникло магнитное поле, требуется наличие тока электрических зарядов -
электронов и ионов (или протонов). То есть,
какая-то часть вещества в недрах спутников планет, должна находиться в
ионизированном состоянии, а это требует дополнительных источников энергии,
выбор которых, как мы видим, в принципе не
так уж велик для условий периферии Солнечной системы. И здесь
мы вновь встречаемся с
ситуацией, когда частная вроде бы
проблема магнетизма небесных тел, неожиданно уходит в некий логический тупик
современного мировоззрения. И эта тупиковая ветвь естествознания не может иметь положительного развития в рамках традиционных
космогонических схем. Безысходность
ситуации требует коренного пересмотра
основных положений всех ныне существующих космогонических концепций.
Часть
истории исследования проблемы магнетизма небесных тел и современного понимания
причин данного явления.
Из всего множества нерешённых проблем естествознания,
охватывающих вопросы строения Вселенной, появления в ней звёзд, планет,
звёздных систем и т.д., особое место занимают вопросы образования магнитных
полей вообще и, в частности, явление магнетизма у небесных тел.
С
фактом существования неких сил, связанных с земным магнетизмом, люди
встречались очень давно. Имеются
документальные свидетельства о том, что
уже более двух тысяч лет назад в Китае применялись приборы в форме человеческих
фигурок, изготовленных из магнитного материала. Эти символические фигурки
божества неизменно принимали определённое положение в пространстве, и по ним
можно было определить направление север - юг. В Европе приборы такого же
назначения появляются в 12 веке. Внешне
это были технически более совершенные конструкции, лишённые восточной экзотики,
и представляли собой магнитную стрелку,
укреплённую на пробке, плавающей в сосуде с водой. Один конец стрелки всегда указывал на север,
а другой на юг. Долгое время о причинах
столь странного поведения магнитных стрелок говорилось с оттенками мистики и
суеверий, весьма далёких от научного толкования. Первую попытку теоретического обоснования
природы геомагнетизма предпринял в 1600 году английский придворный врач и физик
Вильям Гильберт. В своей книге,
касающейся магнитных явлений, он выдвинул предположение, что Земля является
большим магнитом. В качестве же наглядного обоснования своей идеи он изготовил
и намагнитил железный шар, воздействие которого на магнитную стрелку, поднесённую
к полюсам и к экватору шара, примерно
соответствовало действию магнитного поля Земли.
Такое объяснение планетарного магнетизма
долгое время устраивало всех. Однако, спустя примерно 300 лет, ближе к середине
ХХ века, стало известно, что Земля, в
принципе, не может являться намагниченным шаром. Температура вещества земных
недр в её ядре и в мантии намного превышает так называемую точку Кюри -
температуру, выше которой вещество теряет способность к намагничиванию. К
примеру, для железа точка Кюри находится в пределах 770о С., а такая температура в условиях недр Земли
может оказаться уже на расстоянии
100-200 километров от поверхности
планеты. Намагниченность горных пород
только одного верхнего, сравнительно
очень тонкого слоя, не сможет
обеспечить величину реально существующей напряжённости магнитного поля.
После
обнаружения магнитных полей на Солнце, а так же на планетах-гигантах, не
имеющих вообще кристаллических пород, от
идеи остаточной намагниченности как об
источнике геомагнетизма пришлось отказаться совсем, и сейчас серьезно её уже никто не
рассматривает.
Вместе
с тем, начиная с доказательств Гаусса (1838 г.)
выясняется другое - главная часть
магнитного поля Земли, его так называемая дипольная составляющая, образуется каким-то образом в
центральной части планеты, либо в
районе её "внешнего ядра", либо
ещё глубже, в области,
имеющей своё собственное
название - ядро центральное. Ряд
косвенных данных, связанных с явлением так называемого западного дрейфа
геомагнитных полюсов, указывает на то, что
лучшим объяснением места
образования магнитного поля удовлетворяет
область центрального ядра. Но
если стать на эту точку зрения,
то окажется, что поиск приемлемых
решений проблемы геомагнетизма заметно усложняется. Дело в том, что уже к середине нашего века геологи
установили, что в центре нашей планеты имеется ряд взаимосвязанных оболочек, конструктивно как
бы вложенных одна в другую (по типу
игрушек "матрешек") и составляющих естественное продолжение одна
другой. Именно тогда две достаточно крупные области, занимающие центральную
часть Земли, получили название ядер -
ядро внешнее и ядро внутреннее.
Названные оболочки совершенно по-разному
реагируют на внешнее механическое воздействие, что косвенно указывает
на существование у них каких-то
особенностей в плане общего строения, либо
различий со стороны химического состава вещества и его фазового
состояния.
Реакция
на побочное воздействие со стороны вещества,
слагающего внешнее ядро,
соответствует реакции жидкой среды. Реакция
со стороны внутреннего ядра
похожа на реакцию твёрдотельного образования. Отсюда учёные делают совершенно произвольно
заключение о том, что внешнее ядро состоит из расплавленных силикатов,
разбавленных жидким железом, тогда как внутреннее ядро, по их мнению, состоит из
смеси железа и никеля,
находящихся в твёрдофазном состоянии. Однако,
с учётом наших знаний о строении и фазовых переходах
вещества, очень трудно представить, каким образом центральное ядро, при господствующих
там температурах (традиционно "ограничиваемых" уровнем 6 тыс. градусов.
[4], с. 42-47), сумело сохраниться как твёрдое тело. И тем более непонятно,
каким образом оно сохранило свойство
намагниченности.
Несоответствия, как видим, достаточно
серьёзные. С одной стороны выступает, бесспорно, факт - магнитное поле у Земли
есть. Однако образуется
это поле, по всей видимости, в самом центре планеты, там, где по целому
ряду физических условий, такое поле возникнуть не может. И чтобы как-то
сгладить возникшее противоречие,
большинство исследователей склонны, теперь, искать причину планетарного
магнетизма за пределами области центрального ядра.
Так, с некоторых пор, при объяснении
магнетизма планет стали исходить из предположения о том, что магнитное поле генерируется под влиянием
электрических токов, возникающих каким-то образом во внешнем
("жидком") ядре. В частности, рассматривались модели, в которых в
качестве причины генерации электрических
токов могут служить эффекты, связанные
с механическим сжатием масс, или с явлением термо-ЭДС и т.д. В общем счёте, после крушения гипотезы Гильберта,
было предложено около десятка весьма экзотических
вариантов, которые по ряду причин были также впоследствии отвергнуты [7] с. 20 - 27. Наиболее живучей и наиболее противоречивой
оказалась серия разноплановых гипотез,
основу которых составила идея о том, что формирование магнитных полей в
недрах небесных тел происходит по принципу
"магнитного динамо" [7] с. 29-33. Сущность этой идеи применительно к условиям Земли сводится, примерно, к следующему.
Считается,
во-первых, что внешнее ядро Земли
состоит из силикатов и железа, находящихся в расплавленном (жидком)
состоянии [4] с. 162, [7] с. 250. Но вместе с тем, по мнению авторов гипотез,
это вещество по основным физическим параметрам, должно соответствовать сверхпроводящей среде, обеспечивающей полную
"приклеенность" ("вмороженность") её частиц
к магнитному полю. Что, строго говоря, вряд ли приемлемо по отношению к
железо-силикатному расплаву. Условие второе. Внешнее ядро само по себе
не вращается, но в центральной его части
находится твёрдая сфера - внутреннее
ядро, которое почему-то очень быстро
вращается. Условие третье. Между внутренним и внешним ядром существует
идеальный электрический контакт [4] с. 169, [7] с. 31 и достаточно устойчивая
гидродинамическая связь. За счёт гидродинамической связи импульс вращения от внутреннего твёрдотельного ядра передаётся жидкости. В результате чего
внешнее ядро также начинает вращаться в
ту же сторону, что и внутреннее. Однако
по своему характеру вращение вещества во внешнем жидком ядре не
является твердотельным. Каждый слой
вращается автономно, с присущей только ему угловой и линейной скоростью
(явление так называемой радиальной и широтной дифференциальности
вращения). Кроме того, под воздействием
источника тепла неизвестной природы (чаще всего называют радиоактивность или
гравитационное уплотнение масс [1] с. 173 - 175, [4] с. 165), в жидком ядре
Земли, плотность которого очень быстро нарастает по направлению к центру [4]
с.21-32, каким-то образом возникает тепловая конвекция. За счёт
конвекции общий характер движения
вещества во внешнем ядре ещё в большей
степени усложняется, так как в
этом случае появляется ещё и
радиальная компонента скорости. Однако,
очень трудно понять каким образом, в
условиях сверхплотной "жидкой среды" внешнего ядра удаётся сочетать взаимоисключающее явление дифференциальности вращения и процесс радиальной тепловой конвекции. И
эту задачу мы оставим авторам гипотез "магнитного динамо".
В
дополнение к сказанному уточним, что приемлемой картины того, какая форма движения вещества реально
существует в недрах небесных тел, а какая
является действительно необходимой, чтобы внутри многоярусного
сферического объекта заработало магнитное динамо, в принципе, пока не
найдено. Однако считается, что если вдруг, по какой-то причине в центральную область планеты проникнет из космоса некое
"затравочное" магнитное поле, то его силовые линии вначале "вморозятся" в дифференциально
вращающиеся толщи внешнего ядра, а
после вынуждены будут двигаться совместно с ядром, наследуя полностью характер вращения его
масс. (Хотя, строго говоря, согласно
основного требования выше упомянутого
закона "вмороженности", силовые линии "затравочного"
поля не могут, в принципе,
проникнуть вглубь сверхпроводящей среды,
и уже по этой причине не смогут в неё "вморозиться"). Далее считается,
что как только силовые линии
"затравочного" поля окажутся
в недрах сверхпроводящего ядра и "вморозятся" в него, то под
воздействием сил вращения, возникающих в
дифференциально движущейся жидкости, силовые линии, вмороженные в
вещество, начинают в нём запутываться,
превращаясь, в общем, в систему сложно
построенных петель, внешне похожих на винтовые пружины. Затем, в ходе неких
процессов, связанных с изменением
размеров и формы винтообразных петель,
их широтная и меридиональная компоненты каким-то странным образом переходят
одна в другую. В итоге, "затравочное" поле усиливается непонятно за счёт чего, и
из винтового превращается
в некий сфероид с равномерно распределёнными магнитными линиями (магнитный диполь).
Надуманность
идей, составляющих сущность концепции
"магнитного динамо" более чем
очевидна. В подтверждение тому можно привести некоторые высказывания одного из
пионеров и активных сторонников
данной концепции Э. Булларда [1]. Этот учёный
очень долго работал над проблемой "магнитного динамо" и
характеризует её таким образом:
"Прямые доказательства существования динамо отсутствуют; мы верим в то,
что оно действует, поскольку у нас нет иной удовлетворительной теории и
полагаясь на довольно неопределённые качественные соображения о возможных
свойствах динамо". "Ныне она (гипотеза) в моде - скорее из-за того,
что у нас нет ничего лучшего, чем из-за её
больших достоинств". Там же Э. Буллард резюмирует: "По сути,
это довольно скудный итог 30-летних напряжённых исследований, в которых
принимали участие и весьма опытные умудрённые и рафинированные
математики".
В настоящее время в области планетарной магнитологии сложилась
парадоксальная ситуация. С одной стороны, геофизические и астрономические
наблюдения указывают на наличие магнитных полей (или признаки остаточной
намагниченности горных пород) не только у
планет земной группы, но и у
группы так называемых планет-гигантов
[3]. Более того, получены сведения о
том, что магнитные поля проявляют
себя и
у некоторых спутников
планет-гигантов [5]. А это
обстоятельство ставит перед учёными
магнитологами труднейшую задачу. Теперь
им надо либо
полностью отказаться от теории "магнитного динамо", либо объяснить,
каким образом могут
генерироваться магнитные поля в условиях недр
"ледяных" спутников, в
центре которых нет, по всей видимости,
ни центрального быстровращающегося
железного ядра, ни сверхпроводящих толщ
дифференциально вращающегося внешнего ядра, ни мощных источников
тепловой энергии, для создания конвекции, ни прочей атрибутики "магнитного
динамо".
Что будет если уйти от традиций,
ведущих науку в тупик, а факты сочетать с известными законами физики.
Магнитные поля дипольного строения в
инженерной практике получают с применением токовой катушки (соленоида). И, в принципе, все проблемы магнетизма
небесных тел могли быть решены на этой
основе, когда бы был известен механизм образования "соленоида" в их
недрах, и механизм образования и
поддержания там незатухающих
электрических токов. Но именно
этот, достаточно простой способ образования магнитных
полей входит в противоречие с основными положениями ныне
существующих научных концепций, сущность которых составляет идея радиального наслоения (аккреции) небесных тел из пыле-газового облака.
Очевидно, что, не изменив коренным образом саму концепцию образования Солнечной системы
и не отказавшись от концепции "магнитного динамо", мы не сумеем уйти и от всего сочетания извечных проблем в планетарной магнитологии.
В
новой, предложенной автором, концепции
образования небесных тел рассматривается принципиально иная модель
возникновения и развития звёзд и
планетарных систем.
Основная идея новой концепции развивается на базе следующих исходных положений:
1.
Единства причин и законов образования
небесных объектов любого иерархического уровня - Солнца (звезд главной
последовательности), планет, их шарообразных спутников.
2.
Единства исходного вещества (атомарный водород), входящего в состав всех указанных небесных тел (звёзд, планет,
их спутников) и единства схемы действия
механизма, связанного с последующим преобразованием исходного вещества до уровня
его современного химического состава.
3.
Общности законов, определяющих
последовательность и характер образования объектов в любой отдельно
взятой звёздно-планетарной системе.
В
качестве пояснения к последнему
пункту следует добавить, что все
небесные тела, составляющие отдельно взятую звёздно-планетарную систему,
формировались в едином взаимосвязанном процессе путем поочерёдного их
обособления (вычленения) из единой вихревой структуры, то есть, путём
постепенного квантования (разделения) такой структуры на центральную
часть (собственно, звезду) и на ряд периферических завихрений
(будущих планет и их спутников).
В этом смысле Солнце (звёзды), находящиеся в центре, среди обращающихся
вокруг них планет, в иерархическом плане являются очень массивными "старшими
сёстрами" (а не "родителями", как это принято было считать до сих пор). То же самое можно сказать и в отношении иерархии планет-гигантов и их
шарообразных спутников.
В одной из
уже опубликованных статей автора, затрагивающей вопросы космогонии Солнечной
системы [10], [11], говорится, что исходным веществом при построении Солнечной
системы служил водород, проявляющийся в виде газообразного облака на периферии
спирального рукава вращающейся Галактики. Это облако участвовало в
общегалактическом вращении и вместе с
тем находилось в состоянии самосжатия (центростремительного движения масс),
определяемого действием "собственного" поля (силы) тяготения. В результате сложения тангенциальной
(круговой) скорости движения частиц, участвующих в совместном
общегалактическом движении относительно центра масс Галактики, и "радиальной" компоненты скорости
движения частиц, движущихся в
направлении общего центра масс самого облака, в
нём возникала спирально-вращательная (вихревая) форма движения, и
всё облако постепенно преобразовывалось
в гигантскую сравнительно плоскую вихреподобную структуру (прото-Вихрь
Солнечной системы). С внешней стороны этот Вихрь соответствовал виду современных спиральных галактик, в которых
чётко просматривается компактная и очень массивная центральная часть, и более
разреженная область периферии. В общем случае Вихрь состоял из двух
разновеликих спиральных рукавов, в русле которых происходило движение частиц (переток вещества) в направлении
центра, что определяло увеличение объёмной концентрации частиц, и рост общей массы вещества в центральной
части Вихря. Траекторией центростремительного движения масс в
каждом рукаве Вихря служили линии
логарифмических спиралей, отвечающих формуле:
R = a e kj , где а - постоянный коэффициент; е - основание
натурального логарифма;
k - котангенс угла α = 69о 08' 48''; φ - угловой
интервал "закрутки" спирали в радианах (Рис. 1. Приложение № 1).
Под влиянием
центрально направленной силы
тяготения, действующей во
вращающемся газообразном вихре, в нём
происходило перемещение частиц в
направлении общего центра масс всего
прото-облака. Поскольку
"радиальное" центростремительное движение развивается в условиях сохранения
изначального импульса (кинетической энергии вращения), то при
каждом переходе частиц на более близкое к центру расстояние у них происходит увеличение
скорости обращения и, соответственно, рост центробежных сил, замедляющих
переток вещества вдоль спиральных рукавов. Таким образом, в каждом из рукавов
Вихря однажды возникает ситуация, при
которой на расстоянии равном примерно 110 млн. км. от
центра масс Вихря, сила гравитации в нём и противоположно направленная
сила центробежная взаимно уравновешиваются. Вследствие чего центронаправленное движение вещества вдоль
рукавов в этих точках Вихря приостанавливается. А поскольку в означенный период времени подавляющая часть
газообразного вещества находилась уже
за "точкой равновесия"
и массы его продолжали смещаться вдоль рукавов,
в направлении центра вращения
Вихря, то таким путём ближе к центру, от "точки равновесия",
создавался дефицит вещества, и здесь, вначале, произошло
нарушение сплошности Вихря, а затем в
каждом из его рукавов появилось
по одному разрыву.
В
процессе членения Вихря вещество,
составляющее его внутреннюю часть,
по-прежнему уходило в направлении центра Вихря, способствуя
созданию там всё более плотно закручивающегося вихревого объекта (ныне
представляющего сердцевину Солнца), тогда как по другую сторону от "точек
равновесия" периферийные части
спиральных рукавов
самореализовывались в автономные
дочерние завихрения 2-го порядка. Эти завихрения располагались
антиподально (по разные стороны) от общего центра вращения Вихря и потому
развивались в дальнейшем как самостоятельные вихри, собирая (втягивая)
в себя оставшееся вещество по
своим спиральным рукавам. Данная
ситуация сохранялась до тех пор, пока на дальней периферии каждого из
рукавов тем же порядком не
произошел ещё один разрыв, затем ещё и
т.д. Частота следования вторичных разрывов
определялась вначале угловым интервалом равным p/4,
а затем
интервалом p/2.
Таким образом, в процессе последовательного центробежно направленного квантования спиральной структуры через некие
равные угловые интервалы из единого газообразного Вихря формировалась система автономных завихрений
2-го порядка, из которых впоследствии получаются ядра (сердцевины) планет. А при последующем квантовании вихрей
2-го порядка из них тем же способом получались вихри 3-го порядка - прообразы
и первооснова будущих спутников
планет-гигантов.
С
этих позиций мы видим, что все прото-планеты в Солнечной системе в
действительности оказались размещёнными в
особых точках квантования Вихря, кратных p/4,
или p/2,
и располагались в нём в пределах
2-х последних витков спиральных рукавов Вихря (Табл. 1,
"Приложение" № 2, и Рис. 1.
"Приложение" № 1). А это даёт нам возможность понять сущность многих
законов строения Солнечной системы, в том числе выявить эволюционный смысл в
существующей закономерности планетных
расстояний.
Общие
суждения о том, что размеры
орбит планет в Солнечной системе должны
отражать некую природную
закономерность высказал в середине 18 века
И.Д. Тициус. Достаточно замысловатое математическое выражение (формулу),
такой зависимости получил в 1772 году
И.Э. Боде. С тех пор эта формула, как
один из вариантов математической абстракции не
несущей в себе эволюционного смысла, стала известной в науке как правило
Тициуса-Боде, и долгое время служила
своеобразным эталоном в оценке истинности космогонических гипотез. Однако, как оказалось теперь, решить эту
задачу можно более простым способом (на
основе формулы логарифмической спирали), с меньшей погрешностью и с обоснованием сущности причин данной закономерности. Отдельные элементы развития новой концепции приводятся в работах [10] и [9]. В них показано, что предложенная
схема вихревого образования и развития Солнечной системы с одной стороны определяет
широту выбора для разного рода научных прогнозов и определения ранее
неизвестных физических явлений и закономерностей в плане общего строения и
истории развития системы в целом. С другой стороны, приводит к наиболее полным ответам
по всему спектру "вечных" вопросов, не имеющих удовлетворительного
объяснения с позиций традиционных
космогонических теорий.
При
последовательном членении главного Вихря
Солнечной системы в нём, в первую очередь, обособилась центральная область, из
которой постепенно сформировалась мощная
вихревая структура, ныне представляющая сердцевину (ядро) Солнца. После
обособления других дочерних завихрений
2-го, а затем и 3-го порядка, каждый из них
вынужден был соблюдать требования общих законов вихревого движения,
некогда определявших динамику масс и структуру главного Вихря. В связи с чем
все вновь образующиеся завихрения в целом вращались вокруг своих осей как
единая система в одном направлении (по
ходу "закрутки" спиральных рукавов), наследуя при этом характер осевого
вращения главного Вихря. А их центры масс (а равно, их главные оси
вращения) перемещались в
пространстве вокруг центра масс Вихря в одну сторону, описывая
строго круговые орбиты, примерно в одной плоскости, совпадающей с
плоскостью вращения всей системы. В ходе
последовательного расчленения рукавов
прото-Вихря и концентрации некогда
рассредоточенной массы вещества в пределах ограниченного объёма того или
иного вновь образующегося дочернего
завихрения второго или третьего порядков, каждый такой объект обретал некоторую автономию в
динамическом плане. Но вместе с тем
каждый из них начинал теперь взаимодействовать с соседним объектом уже не как
часть облака рассредоточенного газа, а как точечный объект и, в сочетании с
другими, каждый "точечный объект"
стремился видоизменить параметры
орбиты соседа, искажая его круговую орбиту до вида эллипсоида. Таким образом факт наличия и
величина реального значения эксцентриситета у орбит современных планет и их спутников
может служить указанием на наличие неких
побочных влияний, оказываемых на конкретно взятый небесный объект после его
обособления в системе.
В
индивидуальном плане каждый вновь образующийся вихревой объект эволюционировал
в соответствии с общими законами развития космогенных вихрей. В каждом таком
вихре происходил переток масс вдоль
спиральных рукавов, что приводило к
концентрации вещества в области центра и одновременно к росту скорости
обращения частиц в вихре.
В
начале 1977 года, автор пришёл к выводу, что характер изменения скорости
орбитального движения у современных планет в Солнечной системе определяется
экспоненциальной зависимостью и в
абсолютном значении, при небольшой погрешности, находится по формуле Vn = V e - kDj ; где Vn - скорость
движения n-ой планеты, n - порядковый
номер орбиты планеты, включая и пояс
астероидов,
k - котангенс угла = 690 08' 48'', Dj = p/4 (n-1).
Если предположить, что
данная зависимость отражает
величину средней скорости
орбитального движения частиц, ранее находившихся в прото-Солнечном Вихре, то тогда простая экстраполяция позволяет определять вероятное значение скорости
кругового движения частиц, в соотношении к любой величине радиуса Вихря.
Расчёты,
проведённые в работе [10] и ряд особенностей
строения Солнечной системы
указывают на то, что вся система вихрей 2-го
порядка (сердцевины современных планет)
сформировалась в результате планомерного квантования периферии
Вихря. И вся система планетарных вихрей разместилась в пределах интервала двух последних витков спиральных рукавов Вихря. Завершающим,
последним по счёту, завихрением
в этом ряду оказалось то, что
находится в недрах современной планеты
Нептун и составляет её ядро. Сердцевина планеты Плутон образовалась при
других обстоятельствах (в другом месте) и
генетически не принадлежит к
данной системе. Об этом свидетельствует
расчёты, приведённые в работах [9] [10]
и ряд особенностей орбиты данной
планеты. Следовательно, если взять значение
средней скорости орбитального движения
современной планеты Нептун (ок. 5,43 км./с), и выразить его как показатель
усреднённой скорости движения частиц (вещества)
в этой части Вихря в до-планетной фазе его развития, то используя
выше приведённую формулу для расчёта скорости обращения частиц в Вихре Vn =
V e - kDj, можно
показать тенденцию нарастания вращательной скорости в
Вихре, по отношению к его центру, а через скорость выразить значение
кинетической (вращательной) температуры.
Приблизительный
расчёт показывает, что в недрах прото-Солнечного Вихря происходило
увеличение скорости обращения
частиц примерно на порядок за каждые два витка спирального рукава, вдоль которых
перемещались частицы в
направлении центра вихревой системы.
Следовательно, на уровне Меркурия эта скорость приблизится к пределу 54
км./с., а уже на глубине
200-250 тыс. км., от современной
поверхности Солнца, то есть всего через
четыре витка спирали от пра-Нептуна,
скорость обращения частиц достигла величины 600-650 км/с., что примерно
соответствует значению кинетической
температуры в 17 - 20 млн. градусов. Но
поскольку и дальше величина скорости обращения частиц в Вихре нарастает
примерно на порядок за каждые два оборота его "спиралей", а
количество витков в вихревой структуре
практически неограниченно, то, в принципе, нет видимых причин
невозможности для достижения любых значений скорости обращения частиц (кинетической температуры) не только в недрах Солнца, но и в недрах
любого космогенного вихря (пра-планеты или пра-спутника).
Экспоненциальный
рост скорости орбитального движения (кинетической температуры) у газообразных частиц, вращающихся в вихре, и
фактически столь же быстрое увеличение концентрации их в центральной области каждого космогенного
вихря, создают условия для случайных столкновений и разрушения (ионизации) атомов
водорода и появления, таким образом, в центре вихревого объекта
электрических зарядов (электронов и
протонов).
Однажды
начавшийся в вихре процесс ионизации нейтрального газа (атомарного водорода)
нарастает во времени и в пространстве и, в конечном итоге, происходит полная ионизация (разрушение) всех его
атомов, оказавшихся в области центра
вихря и превращение этой части газообразного
вещества в объём дифференциально
(неравномерно) вращающейся плазмы.
Любое
количество электрических зарядов, появившихся в газообразном вихре, превращает
его, в сущности, в многослойную цилиндрическую катушку (соленоид), по которой
проходит электрический ток, и по аналогии с токовой катушкой, в космогенном
вихре создаётся собственное магнитное поле дипольного строения.
В магнитном диполе, создаваемом
круговыми токами электрических зарядов, можно, условно, выделить две части
- внутреннюю, стержневую часть -
"ствол" диполя и его внешнюю сферическую часть (рис. 4, текста, и рис. 2, 3. в Приложении № 1). Вокруг
внутреннего стержня ("ствола")
диполя движутся кольцевые токи, создающие сам диполь. Осевые размеры
"ствола" (его длина)
ограничиваются полюсами - северным и южным. Принято считать, что силовые
линии, составляющие "ствол",
выходят из него во внешнее пространство
через северный полюс и возвращаются
через южный полюс. При этом магнитные линии оказываются всегда
замкнутыми сами на себя и в свободном
состоянии обретают форму близкую к окружности.
Магнитный диполь состоит из большого числа таких кольцевых линий, равномерно распределённых в пространстве и
особым образом расположенных относительно общей
для всех оси, в плоскостях её продольного и поперечного сечений. Таким
способом магнитное поле обретает вид тороида, у которого сравнительно небольшой
внутренний "ствол" располагается в центре, а вокруг "ствола" замыкается в форме
сфероида его внешняя часть.
При появлении магнитного поля в вихре, имеющем разноимённые электрические заряды,
возникают электродинамические силы,
которые воздействуют на
вращающиеся заряды и меняют
характер их дальнейшего
движения. Механизм влияния электродинамических сил определяется
следующей причиной. Каждый заряд, вращающийся в космогенном вихре, в своём движении вдоль спирального рукава, так или
иначе перемещается в направлении центра масс (он же центр
вращения) космогенного вихря.
По мере перехода к центру
вращения частицы будут пересекать
область "ствола" магнитного диполя, положение которого
пространственно совпадает с центральной областью вихря. А поскольку
количество силовых линий в
сечении "ствола" диполя
нарастает в направлении оси вращения вихревой системы, то это означает, что в
процессе центростремительного
движения все заряды последовательно переходят из области, обладающей сравнительно малым
значением напряженности магнитного поля
в область его усиления.
Из
физики известно, что электрические
заряды, движущиеся поперёк направления магнитного поля,
испытывают противодействие своему
движению со стороны магнитных
силовых линий. Такого рода
противодействие объясняется, с научной точки зрения, как особый вид магнитного
давления, именуемого поперечным
магнитным давлением. Поперечное давление
может менять своё значение по разным причинам. К примеру, магнитное давление
повышается вместе с ростом
величины скорости движения
(кинетической температуры) частиц, пересекающих поле. Оно нарастает так же и в случае
роста напряженности магнитного поля (роста количества силовых линий,
встречающихся на пути частиц). Вместе с
тем, для зарядов движущихся вдоль направления
магнитных силовых линий, магнитное
давление полностью отсутствует. Это
означает, что для электрических зарядов,
движущихся в магнитное поле, данное поле
является анизотропной средой, в
пределах которой, в зависимости от
направления вектора скорости, меняются
параметры движения частиц и характер их взаимодействия друг с другом.
Нам
известно, что скорость кругового движения (вращательная температура) в
космогенном вихре монотонно
растёт. С учётом того, что в плоскости
вращения вихря, в направлении его центра
происходит ещё и рост численности
магнитных силовых линий, то
все частицы, движущиеся вдоль спиральных
рукавов в вихревой системе, будут испытывать со стороны магнитного "ствола" диполя
растущее сопротивление движению в поперечном к силовым линиям направлению. Это
создаёт препятствие движению зарядов в
направлении оси вращения системы,
но не мешает им
оставаться на прежних орбитах и
двигаться по кругу относительно
центральной области магнитного
диполя, сохраняя так называемую Лармора прецессию. Таким путём в недрах
вихря создаётся некое подобие циклотронного движения, где все частички
совместно участвуют в коаксиальном вращении. Однако при наличии центростремительных сил, воздействующих на
вращающиеся заряды, они либо переходят на орбиты меньшего
радиуса, либо вынуждены будут во
взаимодействии с другими частицами
вытеснять друг друга и смещаться
вдоль силовых линий поля. В последнем
варианте к спирально-вращательной ("плоской") форме движения
прибавляются ещё и элементы продольного (аксиального) движения. То есть, в области, примыкающей к оси
вращения космогенного вихря, наряду с
вихревым, спирально-вращательным движением, возникает вращательно-винтовая форма
движения и заряды, двигаясь одновременно по круговым орбитам и вдоль магнитных
силовых линий, теперь как бы "выскальзывают" из вихря аксиально,
смещаясь по усреднённым винтовым траекториям
вдоль общей для всех оси вращения. Таким путём начинается
своеобразный процесс аксиального исторжения
(перекачки) масс из космогенного вихря.
После выхода из центральной части вихря (представляющей "ствол"
магнитного диполя), вещество попадает во внешнюю часть диполя (имеющую вид
сфероида), где всё так же продолжает движение вдоль силовых линий и постепенно
распределяется по сфере. В результате чего
вокруг относительно плоского
вихря образуется своеобразная магнито-ионная мантия, обволакивающая в виде сферы и укрывающая
собой весь вихрь. Естественно, что в этом случае происходит
кардинальная перестройка всей структуры
космогенного вихря. Вихрь из
сравнительно плоского спирального формирования, превращается в небесный объект
условно шарообразной формы (повторяющего очертания внешней части магнитного
диполя).
Кроме
того, во взаимодействии дифференциально
вращающейся плазмы, находящейся
внутри космогенного вихря и силовых линий, составляющих центральную часть ("ствол") магнитного диполя, общая конфигурация объёма плазмы, заключённой
в этой части вихря, преобразуется до вида псевдосферы. То есть,
фактически, вся внутренняя часть космогенного вихря функционально (и по внешнему виду)
преобразуется в адиабатическую магнитную ловушку открытого типа (зона с
индексом "я", на рис. 4). Такого рода псевдосферическая магнитная ловушка,
в принципе, является идеальной конструкцией для удержания плазмы. Оказывается,
что в то время, пока физики, работающие над проблемой удержания плазмы в
установках, предназначенных для ведения экспериментов по управляемому
термоядерному синтезу (УТС), безуспешно
пытаются прийти к созданию
приемлемых технических решений,
выискивая их среди множества других вариантов [3] с. 233-268, [13] с. 55-99, в
естественных условиях такого рода устройства
функционируют миллионолетия.
Некая
веретенообразность формы, присущая псевдосферической магнитной ловушке
открытого типа, и особенность её внутреннего строения, связанная с вихревым
движением масс, определяют наличие множества факторов, усложняющих общую
динамику вещества в недрах такой
ловушки. К примеру, вследствие кривизны формы ловушки, направленной от
экватора (лежащего в плоскости вращения вихря) к её полюсам, возникает градиент
плотности (напряжённости) магнитных силовых линий по длине ловушки - у экватора
плотность линий на единицу площади сечения минимальна, а у полюсов она максимальна. А
это приводит к тому, что при переходе из
области экватора, с малой напряжённостью магнитного поля, в область его
усиления вблизи полюсов, электрические заряды, участвующие в аксиально-винтовом
движении, вынуждены будут в соответствии
с законами сохранения импульса и магнитного момента наращивать скорость
кругового движения. Что, фактически, эквивалентно дополнительному росту их
температуры (скорости обращения).
В
общем плане скорость обращения частиц в
космогенном вихре постоянно нарастает на всех стадиях их движения в вихре. Вначале это происходит на участке пути, пока газообразное вещество движется к центру вращения вдоль спиральных рукавов.
Затем, когда в центре вихря газ
переходит в плазму, и электрически
заряженные частицы начинают
следовать аксиально, вдоль оси
адиабатической магнитной ловушки.
Наибольших
значений скорость вращения частиц
достигает вблизи торцевой части магнитной ловушки, заканчивающейся воронкообразным раструбом. На выходе из
адиабатической магнитной ловушки, положительно заряженные частички (протоны)
сближаются друг с другом, соударяются и, либо просто теряют скорость кругового
движения, "отклеиваются" от магнитных линий и "высыпаются"
из магнитной ловушки, где захватывают электроны и превращаются в атомы водорода
"второго поколения". Либо при наличии скоростей, достаточных для
преодоления электростатического (кулоновского) барьера отталкивания,
соударяющиеся протоны соединяются вместе, образуя по известному протон-протонному
циклу более сложные (чем водород) и более тяжёлые атомные ядра. То есть, в недрах любого космогенного вихря,
в том числе и в недрах Земли, происходит (а в некоторых небольших небесных
объектах уже закончился) процесс термоядерного синтеза и образования из плазмы
новых химических элементов. Этим объясняется, в частности, установленный
недавно феномен обильного истечения водорода, гелия и других газов из недр
Земли (так называемое "дыхание" Земли). Этот интересный факт
относится к числу наиболее значительных открытий практического свойства,
сделанных в последнее время. Обнаруженное явление находится в явном
противоречии с известным толкованием теоретиков о "давно произошедшей дегазации мантии" и потому не находит себе
объяснения в рамках официально признанных гипотез. А поскольку выходящие
из недр Земли газы не являются "реликтами", как принято об этом говорить, а
есть, по сути, обыкновенные химические элементы, "рождающиеся из
протонов" в недрах самой планеты, то и сам факт наличия
водородно-гелиевого "дыхания" у Земли следует отнести к
событиям ординарного порядка.
Как
и всякие иные атомы химических
элементов, водород и гелий в условиях
недр планет и их спутников образуется естественным путем, и эти газы служат индикаторами нормального
развития такого рода небесных объектов. С позиций автономного
внутрипланетарного синтеза химических элементов, в принципе, исключается и другая очередная
"страшилка" современных учёных, связанная с пресловутой проблемой
"озоновых дыр". Объясняется
данное явление, как результат
выхода на поверхность планеты (и, далее, в атмосферу)
"новоявленных" атомов водорода, образующихся в недрах планеты, и
активно связывающих атмосферный кислород
и озон в области южного полюса Земли, определяя
их дефицит. Что так же является нормальным признаком
нормально развивающейся планеты, а не следствием воздействия фреона из бытовых холодильников,
или непосредственного влияния жидкостей, исходящих из парфюмерных и
косметических наборов, по поводу
которых много с негодованием говорят и
пишут учёные, когда пытаются объяснить
явление озоновых "дыр".
В
процессе термоядерного синтеза и
преобразования плазмы в привычное нам вещество, имеющее иное агрегатное
состояние, выделяются электромагнитные кванты разных частот (энергий), в том
числе и сравнительно низкочастотные (тепловые).
В большинстве своём электромагнитные кванты не покидают центральной
части небесного объекта, находящегося в
режиме нормального развития. Происходит
это потому, что с момента времени, когда
центральная часть космогенного вихря обретает функции псевдосферической магнитной ловушки, она
находится в состоянии почти
полной адиабатичности. Это означает, что в центре вихревого объекта выполняются условия полного внутреннего
отражения для любого рода
электромагнитных квантов, и тепловая
энергия практически не может выйти за его пределы, кроме как вместе с атомами вновь образующихся химических элементов, исходящих из
магнитной ловушки через её южное “зеркало” (пробку). Такого рода ограничения
в исходе тепловой энергии, образующейся в избытке в недрах вихреподобной адиабатической магнитной
ловушки, практически исключают
перегрев вещества, слагающего толщи мантии, окружающей ловушку,
а заодно и толщи земной коры,
находящейся поверх самой
мантии. Именно поэтому все выше
лежащие геосферы могут нормально функционировать, несмотря
на то, что глубоко под ними, в недрах внутреннего ядра планеты имеется
переизбыток лучистой энергии и вещество находится в состоянии плазмы.
В соответствии
с законами магнитогидродинамики, все частички (имеющие заряд) обязаны следовать по винтовым траекториям
вдоль силовых линий магнитного диполя [13] с.46-52, [2] с.233-265. Каждый электрический заряд, участвующий в
винтовом движении, как бы создаёт в пространстве, окружающем
силовую линию, некую объёмную
конструкцию. Эту мнимую "конструкцию" можно представить в образе
своеобразно построенного "архимедова винта", осью вращения
которого будет служить бесконечная (кольцеобразная) магнитная силовая
линия, вдоль которой движется отдельно взятый
электрический заряд. Попадая в область действия
таких "архимедовых винтов",
все близлежащие нейтральные частицы
вынуждены будут также двигаться вдоль магнитных силовых линий. Тем самым в
недрах шарообразных небесных тел создаётся
некая межполярно действующая электродинамическая сила (сила - В, на
схемах), заставляющая всё вещество течь в одном направлении в
"стволе" магнитного
диполя (в ядре планеты) и в его внешней
сфере (в мантии). Так мы находим, что в
качестве первопричины механического движения
масс в недрах и на поверхности небесных тел служат источники энергии
нетепловой природы. Сущность их определяется процессами преобразования потенциальной энергии эндо-галактического
гравитационного поля, а так же энергия кругового (вихревого) движения
(производного от изначального импульса движения частиц в прото-облаке).
Исходя
из условий вихревого движения зарядов, посредством которых образуется магнитный
диполь, "ствол" диполя, как бы автоматически, оказывается в центре
вращающегося объёма плазмы, создающей данное поле. Но
именно присутствие магнитного поля в центре вращающейся плазмы является
одним из наиболее важных
условий для надёжной стабилизации
плазменного тела [2] с.238-270, [13] с. 89-99. То есть, с появлением магнитного
диполя в плазме возникает дополнительный фактор для самостабилизации вихревой структуры
Кроме
того, сразу же с появлением в вихре электрических зарядов и магнитного поля,
начинает проявлять себя и так называемая
сила Лоренца, которая возникает во взаимодействии движущихся зарядов с
электрическим или магнитным полем. Действие этой силы в плоскости вращения
вихря совпадает с действием силы тяготения, и все заряды, образующиеся из
нейтрального газа, удерживаются теперь дополнительно ещё и силой Лоренца. Таким
образом, с началом процесса ионизации вещества и связанного с тем тока зарядов
и появления магнитного поля, в вихре вращающихся частиц появляются
дополнительные силы, удерживающие электрические заряды и
заставляющие их двигаться как и прежде, в общем потоке, в направлении оси вращения космогенного вихря.
То есть, процесс образования магнитного поля в космогенном вихре способствует состоянию самосжатия вихря и его
динамической стабилизации.
Ранее
было показано, что в условиях самосжимающегося
газообразно-плазменного вихря
происходит рост скорости орбитального (кругового) движения частиц (вращательной
температуры) в направлении его центра. Нарастая по экспоненте эта скорость в
количественном отношении увеличивается примерно в десять раз за каждые два оборота спиральных рукавов вихревого
образования. Таким образом, ближе к оси
вращения вихревой структуры кинетическая температура частичек (энергия их
упорядоченного вращательного движения) может
достигать очень высоких значений
(многих десятков миллионов градусов, в эквиваленте стандартного понимания
температуры при хаотическом движении). А это приводит к тому, что
"ствол" магнитного диполя
оказывается в состоянии почти полной " приклеенности" к
плазме космогенного вихря, создающего диполь, и по законам "
приклеенности" обязан будет
вращаться вместе с плазмой как целое,
в одном с нею направлении и с одинаковой
скоростью (синхронно). Внешняя (шарообразная) часть диполя как продолжение силовых линий магнитного "ствола"
будет вращаться в том же направлении, что и сам "ствол", и
служить неким передаточным звеном между центрально расположенным плазменным
вихрем и окружающей его мантией.
На
сейсмограммах, показывающих зависимость
скорости распространения упругих
волн в недрах Земли и как бы косвенно определяющих её внутреннее
строение, отмечается ряд характерных особенностей на уровне границы
контакта подошвы "внешнего" и кровли "внутреннего" ядра. Принято
считать, что происходит это по причине
изменения фазового состояния
вещества, слагающего данные оболочки по типу твёрдое - жидкое [4]. Но, как и какие там происходят физические
процессы, а так же какие источники энергии и действующих сил приводят к данным изменениям в действительности, не
совсем ясно. Почему, скажем, в самом центре планеты оказалось внутреннее
ядро, якобы состоящее из смеси твёрдого
железа и никеля, а выше расположилась
сфера из расплавленного железа [7] с. 250, никто вразумительно
объяснить не может.
Из
новой концепции следует, что отражённое на сейсмическом профиле различие свойств этих двух, казалось бы, совершенно разных частей планеты, является по
сути отражением одного объекта. Внешнее ядро и ядро внутреннее в
условиях Земли представляют единую структуру - космогенный вихрь, или
точнее - всё то, что от него ещё
осталось к настоящему моменту времени. Обособленность частей
космогенного вихря на сейсмическом профиле указывает на то, что обе его части
находятся на разных стадиях пространственно-временного развития. И, следовательно, их различие
определяется разным уровнем динамического и энергетического состояний,
в том числе степенью ионизации вещества и величиной скорости кругового
движения (вращательной температурой) составляющих их частиц. То есть, в
конечном счете, необычность сейсмического профиля этой части планеты служит
отражением реального состояния "приклеенности" частиц вещества к
магнитному полю (состоянием его замагниченности). Слабо ионизированное вещество
(низкотемпературная плазма), находящееся в области внешнего ядра, представляет собой объём незамагниченной плазмы и
потому проявляет себя как жидкость.
Другая часть космогенного вихря, представляющая внутреннее ядро, состоит
целиком из высокотемпературной (быстровращающейся) плазмы, находящейся в
замагниченном состоянии. И потому
реакция этой части планеты на внешнее воздействие подобна реакции твёрдого
тела. Такой вывод находится в согласии с основными законами физики плазмы,
определяющих характер возбуждения и распространения волн в плазме [13] с.
103-152. Естественно, что состояние замагниченности вещества в центральной
части космогенного вихря определяется
присутствием (наличием) магнитных
силовых линий, составляющих "ствол" диполя. А это означает, что
линейные размеры в сечении "ствола" диполя и экваториальные
размеры внутреннего ядра, в принципе,
должны совпадать, так как
составляют одно и то же в условиях недр Земли.
В
структуре реального магнитного диполя
между "стволом" и обволакивающей его сферической частью всегда
находится некая промежуточная область "свободная" от силовых линий.
Следуя этому правилу, можно
предположить, что в условиях недр нашей планеты также существует подобного рода пограничная зона, отделяющая
"ствол" от внешней
части диполя. И такая граница очень чётко проявляет себя на сейсмическом
профиле между кровлей внешнего ядра и подножьем мантии. Именно поэтому примерно
на глубине 2700 км., от поверхности планеты
находится сравнительно тонкая (около 200 км.) зона, в которой просматривается тенденция резкого
снижения скорости прохождения сейсмических волн по всему спектру. Ниже этой
границы, там, где начинается область внешнего ядра, занимаемой объёмом незамагниченной плазмы, поперечные волны
затухают полностью, и этот факт, как оказалось, был затем
неправильно интерпретирован наукой.
Из
сказанного так же следует, что сферическая часть диполя, которую мы фиксируем
приборами на поверхности планеты, конструктивно
начинается от границы внешнего
ядра. А далее, как считают учёные, вся верхняя часть магнитного диполя каким-то образом
просачивается сквозь мощный слой мантии, представляющей электропроводящую оболочку толщиной порядка трёх тысяч километров и выходит на
поверхность геосферы, в окружающую её атмосферу. Но если предположить, что магнитная проницаемость вещества,
составляющего мантию, имеет более
высокое значение, чем проницаемость вакуума или воздушной среды окружающей
планету, то необходимо выяснить каким же
образом магнитный поток внешней части
диполя стремится выйти наружу, в воздушную среду,
представляющую для магнитных силовых линий достаточно большое сопротивление,
избегая неизбежного в таких случаях шунтирующего влияния толщ мантии,
обладающей высокими магнито- и электропроводящими свойствами
[7] с.238-254. Поднятый вопрос о том, по какой
причине и каким путём магнитный поток пересекает мощный слой
электропроводящей мантии и выходит на поверхность раскалённой звёзды или планеты, является достаточно сложным и мало понятным, но, тем
не менее, его нельзя оставлять без внимания.
Мы,
как очевидно, не исключаем вовсе процесс
шунтирования магнитного поля в недрах небесных объектов. Более того, мы обязаны
предусмотреть вариант, по которому почти
весь магнитный поток, создаваемый в недрах, оказывается в них же и
зашунтированным (замкнутым), почти полностью.
Реально допустимые физические свойства
внутренней среды (такие как высокая электропроводность и магнитная
проницаемость толщ мантии [4] с.50-58), как очевидно, не способствуют процессу
выхода (просачиванию) магнитного поля наружу. В силу чего должны существовать
особые причины и условия для появления магнитного поля на поверхности небесных
тел. Одним из методов решения предложенной задачи, в нашем примере с вихрем, мы
видим, например, в том, что нечто
похожее на "магнитопроводящие" каналы в действительности имеются в
приполярных районах шарообразных
небесных тел и создаются они самой
структурой космогенного вихря.
Во-первых, единый сквозной канал образуется в самой структуре вихря
в области его оси вращения, то есть там, где происходит аксиальное движение вещества и его
"перекачка" из ядра в мантию.
И второе, в самой мантии, там, где
происходит сопряжение
"ствола" диполя с его внешней частью (то есть на уровне южной и
северной полярных областей),
конструктивно так же
предусмотрена возможность создания неких завихрений с формой конусообразных
каналов (каспов), образующихся за счёт
передачи импульса вращения от
внутреннего ядра (рис. 4). Причем
вещество мантии, оказавшееся в данной области, не только вращается концентрически относительно
воображаемого продолжения оси вращения всего вихря, но и, участвуя в межполярном движении, смещается
аксиально вдоль данной
оси. Таким образом, и в ядре, и в
мантии формируются некие вихревые "воронки"
(полости), которые объединяются в единую
систему, образуя общий аксиально ориентированный канал.
Как будет сказано ниже, при описании механизма генерации магнитных
полей, в этом канале генерируется и
через него выходит на поверхность планеты очень незначительная часть магнитных силовых линий. И именно
эту малую часть от общего магнитного потока, создаваемого вихрем, мы
фиксируем физическими приборами, в том числе посредством стрелки
компаса, и ошибочно называем эту,
доступную для нас, часть магнитного
потока Главным диполем планеты.
Заостряя внимание на вышеизложенных трудностях, связанных с возможностью выхода магнитных силовых линий
на поверхность шарообразных небесных
тел, отметим, что все такого рода неувязки теоретического порядка, с
неизбежностью возникает лишь в плане развития традиционных моделей радиальной
аккреции небесных тел и умозрительных схем
"магнитного динамо", тогда как с переходом к модели
космогенных вихрей, в которых отсутствуют представления о сплошных и
полностью замкнутых геосферах, такого
рода трудности разрешаются достаточно свободно.
Неравновесные токи в плазме и явление инверсии магнитного поля.
До
того, как в космогенном вихре начнутся
процессы разрушения (ионизации) атомов
водорода, всё вещество, составляющее вихревую структуру, участвует в
центростремительном
спирально-вращательном движении.
Именно эту форму движения
унаследует затем и вся совокупность
положительных и отрицательных частиц, появляющихся в вихре с началом
ионизации. Следовательно, в условиях
вихря создаётся ситуация, при которой и положительные заряды и
отрицательные движутся в спиральных рукавах в одну сторону
"субпараллельными" рядами (рис. 1, 2, 3 ).
Всякое
упорядоченное движение зарядов принято
называть электрическим током, общий характер которого определяется
знаком зарядов (типом носителей тока).
Ток любого типа носителей
(отрицательных либо положительных) в замкнутом (кольцевом) контуре создаёт
вокруг контура магнитное поле соответствующей
полярности (так называемую
"прямую" либо "обратную" полярность) с
характерным для каждого случая направлением простирания
силовых линий. В том случае, если задано
направление движения тока в контуре (например, в вихревом кольце), то полярность
создаваемого им магнитного поля зависит лишь от того, каким типом зарядов
определяется ток в контуре (так называемое "правило
правой руки"). Что касается
величины магнитного момента, создаваемого током
любого рода зарядов, то его значение
не зависит от типа носителя, а определяется, во-первых, количеством
движущихся зарядов (силой тока) и, во-вторых,
величиной площади сечения контура в соизмерении плоскости, по которой
течёт ток. В том случае, если имеется ряд
аксиальных (соосных) контуров
одинакового размера, по которым текут в одном направлении токи разной
проводимости, то магнитные поля, создаваемые каждым током, окажутся направленными навстречу один
другому, и сила их влияния будет взаимно нейтрализовываться
(вычитаться).
В
реальном космогенном вихре складывается ситуация, при которой с момента начала
процессов ионизации вещества в
каждом спиральном рукаве
образуется система чередующихся
слоёв из разноимённых зарядов. В
общем виде такие рукава
можно представить как некоторое
подобие электрических многослойных конденсаторов цилиндрической формы,
имеющих ряд токонесущих обкладок в виде достаточно широких и плоских лент
закрученных особым образом в один общий
свиток. В каждом слое такого "конденсатора", помимо всего
прочего, электрические заряды движутся концентрическими рядами
и в одном направлении относительно,
общей для всего свитка, продольной оси.
Причём в каждой паре
концентрических слоёв, слагающих тот или иной спиральный рукав, слои с
электронной проводимостью (электронные слои) находятся ближе к центру свитка (вихря), нежели слои, состоящие из
протонов. О причине данного явления будет сказано ниже. Но здесь для нас важно то обстоятельство, что при таком
распределении электрических зарядов (и их токов) площади кругов, описываемых
токами положительной проводимости, в вихре всегда превосходят
сумму площадей, описываемых током электронов. А это означает, что
магнитный момент главной части магнитного поля,
образующегося в недрах планеты, определяется круговыми токами
протонов, и он преобладает в вихревой
структуре постоянно. Эту часть
магнитного поля мы назовём, условно,
"рабочим", так как именно
во взаимодействии с его силовыми линиями толщи
мантии вынуждены постоянно течь
вдоль линий поля, от южного полюса планеты к северному
(рис. 4, текста). "Рабочее"
поле имеет всегда отрицательную полярность, то есть
"аномально", так как имеет
полярность противоположную той, которая наблюдается на поверхности нашей
планеты в современную эпоху. Кроме того, это поле всегда "замкнуто"
(то есть зашунтировано толщами электропроводящей мантии), оно не имеет выхода
на поверхность планеты и не меняет своей полярности с течением времени. А это означает, что межполярное (с юга на
север) движение масс в мантии сохраняется всегда, несмотря на то, что некоторая
часть геомагнитного поля (собственно то, что принято считать и называть диполем
Земли) на протяжении истории развития планеты неоднократно меняла свою
полярность.
Ряд
фактов геофизического порядка указывает на признаки существования в истории
планеты системы периодически сменяющихся
эпох, связанных с изменением полярности магнитного поля (инверсии) [3] с.
19-22, [7] с. 91-106. Однако сущность
причин и механизм развития инверсий в рамках традиционных схем "магнитного динамо" и проч., пока не нашли понимания и удовлетворительного
объяснения. Вместе с тем, решение названных проблем может быть обозначено следующей схемой.
Будем
считать, что космогенный вихрь Земли, как и большинство других спиральных структур планетарного масштаба, состоит из двух
спиральных рукавов, разнесённых на угол 180о.
В процессе ионизации масс, связанном с разрушением соударяющихся атомов
водорода, в центральных областях каждого из рукавов образуются электрически
заряженные частицы - электроны и протоны (рис. 3), количество которых в объёме
вещества вихря оказывается примерно равным, что соответствует принципу
квазинейтральности плазмы. Однако при
этом все заряды в массе своей могут
распределяться по-разному, в том числе располагаясь
послойно.
В связи с тем, что кроме
электрического заряда электроны и протоны обладают собственной массой, то
наряду с силами электрического свойства, они испытывают влияние центрально
действующих сил тяготения. Масса покоя
электрона меньше массы протона примерно в две тысячи раз. Электроны
менее инертны и потому после своего
появления в паре с протоном, они быстрее адаптируются к условиям
движения в вихре. Электроны быстрее протонов смещаются в сторону центра вихря,
занимая место у внутренней кромки спирального рукава. Здесь они собираются вместе, выстраиваясь в
ряды и, по мере перехода в режим вращательного движения и концентрации вдоль внутренней кромки, начинают
упорядоченное движение в направлении центра вихря (вдоль рукава). Более
тяжёлые протоны не успевают за электронами и по этой причине располагаются чуть дальше от центра, ближе к наружным
кромкам спиральных рукавов, где и
формируют свои слои "параллельно" электронным, и в таком порядке тоже
движутся вдоль спиральных рукавов в направлении центра вихря, с соблюдением
условия послойной квазинейтральности (электростатического равновесия с отрицательными зарядами).
Таким образом, в каждом из рукавов вихря происходит пространственное
расслоение зарядов, аналогичное тому, как это происходит в цилиндрических конденсаторах - за внешним
слоем, имеющим положительный заряд,
следует слой с отрицательным зарядом, затем
вновь положительный, и т.д. (рис. 3).
В конечном итоге вся эта последовательность центронаправленной навивки разноимённых слоёв практически ограничивается
в недрах вихря вблизи оси вращения. В
результате, в центре вихря окажется только
один из длинного ряда чередующихся слоёв - либо из частиц с
отрицательным зарядом (нормальное состояние), либо из частиц с положительным
зарядом (аномальное состояние). А
поскольку в вихре имеется два рукава, и каждый
из них заканчивается вблизи оси вращения
в виде слоя одноимённых
зарядов, которые пространственно располагаются в рукавах на одинаковом расстоянии от центра и как бы дополняют друг
друга, то в центральной части вихря, вблизи его оси вращения, формируется некий обобщающий слой из однотипных зарядов, вращающихся в одном
направлении с присущей им циклотронной частотой (рис. 3).
В зависимости от знака
электрического заряда
частиц, вращающихся в обобщённом
слое, то есть от состояния тока проводимости в центральном слое (ток
электронов или протонов), создаётся магнитное поле определённой полярности
(прямой или обратной). Это поле можно условно назвать полем "последнего
витка" космогенного вихря. В
абсолютном значении это поле имеет
небольшую величину в сравнении с общим
("рабочим") магнитным потоком, создаваемым полным объёмом плазмы, вращающейся в недрах
планеты. Но как оказалось,
что именно эта
весьма незначительная часть от
общего магнитного поля Земли имеет
возможность выйти на поверхность планеты. Она
и определяет собой величину геомагнитного поля и его знак
(полярность) в конкретную эпоху. Всё то, что составляет главную ( "рабочую") часть
магнитного потока, остаётся вне
досягаемости наших приборов, так как
целиком замыкается (шунтируется) в толщах вещества мантии, окружающей вихрь.
Эта часть магнитного потока названа нами
"рабочим полем", так как она проявляет себя лишь в качестве главной
причины, определяющей глобальные формы
движения вещества в недрах планеты, и не
имеет никакого отношения к магнитному полю, оказавшемуся на поверхности
планеты.
Конструктивно
"последний виток" в космогенном вихре, имеет неограниченную величину
в осевом направлении и, как уже говорилось выше, фактически, представляет собой
некий сквозной канал, плавно переходящий из вихря в окружающую его мантию,
соединяя их между собой. Именно поэтому магнитное поле, создаваемое "последним
витком вихря", существует в некотором роде автономно от
"рабочего" магнитного поля планеты. Эта часть магнитного диполя, в
отличии от "рабочего поля" не замыкается в толщах мантии и имеет возможность для выхода на поверхность
планеты. Здесь оно
свидетельствует о том, что вблизи
оси вращения ядра планеты (космогенного вихря) в данное время наиболее активен
электронный или протонный слой и, соответственно, устанавливается эпоха так называемой "нормальной"
(по аналогии с современным состоянием) или "аномальной" полярности
геомагнитного поля.
Однако,
электронный слой не может длительное время существовать в центре вихря по
причине высокой мобильности, присущей
электронам. В процессе взаимодействия с силовыми линиями магнитного поля
эти частицы достаточно быстро продвигаются в аксиальном направлении (вдоль
линий поля) и "выскальзывают"
из вихря в мантию. По мере аксиального выскальзывания электронов весь их слой
как бы смещается сверху вниз (относительно рисунка), тем самым постепенно оголяя (приоткрывая)
слой протонов, ранее находящихся за электронным слоем. Происходит своеобразная
замена слоёв, и на передний план в области оси вращения вихря выходит слой
протонов (рис. 2). Теперь ток зарядов
этого слоя начинает влиять на процесс формирования аксиальной компоненты
магнитного поля. Кольцевое движение (ток) протонов в направлении против хода часовой стрелки
создаёт (согласно "правила правой руки") магнитное поле с обратной
полярностью по отношению к полю, ранее
создаваемому электронным слоем. А это
значит, что по мере
"выскальзывания" электронов из центра вихря величина создаваемого ими
магнитного поля "нормальной полярности" постепенно уменьшается до нуля. Затем
начинает превалировать процесс генерации магнитного поля за счёт тока протонов, в связи с чем
развивается процесс изменения
полярности геомагнитного поля (его инверсия)
с последующим ростом напряжённости "аномального" поля на
поверхности планеты. Эта эпоха продлится
дольше предшествующей эпохи "нормального поля" вследствие того, что
протоны, создающие "аномальное поле", менее подвижны и им
потребуется больше времени, для того чтобы выйти из области центра вихря. Но в
конечном итоге
"выскользнет" из космогенного
вихря и этот слой, уступая место
следующему за ним электронному слою, и так далее. И всё
это приводит к тому, что
полярность геомагнитного поля на поверхности Земли будет с некоторой
периодичностью меняться в зависимости от того, какие носители тока (электроны
или протоны) окажутся в центральной области космогенного вихря планеты в
большинстве.
В
процессе соударения протонов и электронов,
встречающихся в области южного зеркала адиабатической магнитной
ловушки, и образования (синтеза) там
атомных ядер разного рода химических элементов, новоявленные частицы
теряют значительную часть ранее присущей им энергии упорядоченного кругового
движения (вращательной температуры). В этом смысле "новоявленное"
вещество уже изначально, с момента своего появления и внедрения в мантию, оказывается
более холодным, чем толщи вещества, всё ещё находящегося в недрах исторгнувшего их космогенного вихря. И
потому вещество мантии оказывается очень слабо связанным
(приклеенным) с силовыми линиями
магнитного диполя. По причине слабой
связи с веществом мантии силовые линии внешней части магнитного диполя
могут проскальзывать относительно
этих толщ, как бы прорезая их (явление
называемое в физике - диффузией поля).
Высокое значение диффузии поля в
мантии приводит к тому, что вся эта
достаточно инертная оболочка планеты, в
массе своей, не сможет поспевать за движением силовых линий,
понуждающих толщи мантии к движению и, в
целом, мантия вынуждена будет вращаться с некоторым отставанием от
внешнего контура магнитного диполя. В этом случае в отношении мантии, ядра,
и создаваемого ядром магнитного поля, проявляется ситуация, аналогичная той,
что существует во взаимодействии ротора
и статора в асинхронном электродвигателе, в котором магнитное поле, создаваемое статором,
вращается значительно быстрее ротора и, увлекая за собой ротор, побуждает его к
вращению. А поскольку толщи мантии в динамическом отношении обладают некоторой
автономией, то в зависимости от
реального состояния их инертности и от величины "приклеенности" толщ к магнитному полю, вся верхняя оболочка планеты может вращаться со значительным
отставанием от динамически активного ядра (асинхронно).
Однако поскольку внешняя часть магнитного диполя всё
же находится в состоянии частичной "приклеенности" к веществу
мантии, то, следовательно, магнитные
силовые линии диполя имеют механическую связь одновременно и с
ядром, и с мантией и
являются, фактически, неким
связующим звеном между ними.
Посредством такого рода эластичной
связи от ядра к мантии передаётся
какая-то часть момента вращения, присущего ядру, и толщи мантии регулярно
получают от ядра дополнительный импульс вращения. Тем самым определяется реальная
скорость вращения мантии небесного объекта. Из сказанного следует, что в зависимости от
состояния электромагнитной связи между окружающим веществом и обеими частями магнитного диполя
("стволом" и сферической частью),
величина скорости вращения верхней оболочки небесного объекта (мантии) может сильно
отличаться от реальной скорости вращения его внутренних частей (внешнего и
внутреннего ядра). То есть, в данном
случае мы встречаемся с ситуацией, когда
некоторая остаточная часть космогенного вихря, представленная в виде
адиабатической магнитной ловушки, обособляется с помощью магнитного поля в
недрах быстро "стареющего" небесного объекта. И тогда можем наблюдать
следующее: - внешняя оболочка небесного
объекта уже не вращается, в то время как в
недрах его всё ещё находится
вихревое образование, способное генерировать магнитное поле. Примером
тому может служить планета Меркурий и ряд спутников планет-гигантов.
Кроме магнитогидродинамической связи, толщи вращающегося ядра имеют прямой контакт с веществом окружающей его мантии и,
посредством вязкого трения, оказывают на
неё своё влияние. По конструкции и внешнему
виду ядро Земли, а равно и других шарообразных небесных тел, находящихся на
ранней стадии развития, оказывается в окружении толщ сфероидальной мантии,
и имеет сходство с псевдосферической
магнитной ловушкой (рис. 4). К числу особенностей псевдосферы (имеющей
отрицательную кривизну) можно отнести непостоянство величины её внутреннего
радиуса. Максимум величины внутреннего
радиуса псевдосферического земного ядра
приходится на область его экватора. И потому, в процессе вращения ядра,
максимум момента вращения, а равно, механического воздействия от него будут испытывать толщи мантии,
оказавшиеся вблизи зоны
экватора. Псевдосферическое
быстровращающееся ядро в данном случае можно уподобить образу своеобразной
крыльчатки, вращающейся в центральной области шарообразного сосуда,
заполненного расплавом. Легко представить, что в этом случае наибольшее
значение скорости вращения в разрезе
сферической мантии обретают частицы,
примыкающие к экваториальной зоне такого рода "вертушки"
(псевдосферического внешнего ядра планеты). Выше и ниже этого слоя (в направлении
полюсов геосферы) скорость вращательного
движения частиц в мантии будет монотонно снижаться. Тем самым определяется
явление широтной дифференциальности вращения масс. Эта исключительно интересная
форма вращательного движения визуально регистрируется на поверхности
современного Солнца и у планет-гигантов,
однако причина такого явления, по существу
не нашла себе объяснения до сих пор.
Если принять во внимание, что нижние толщи
дифференциально вращающейся мантии
помимо прочего всё ещё обладают
достаточно большой температурой и оказываются в состоянии частичной приклеенности к силовым линиям внешней части
магнитного диполя, то можно представить
и ряд других особенностей
в характере движения вещества
в этой оболочке. Физикам известно, что заряженные частицы, движущиеся
поперёк магнитного поля, в зависимости от величины скорости своего движения
(температуры), оказывают на магнитные
силовые линии различное давление, и могут изгибать их в той или иной степени по
ходу своего движения. В мантии, раскручиваемой с помощью внутреннего ядра,
вектор скорости осевого
(дифференциального) вращения масс направлен по нормали к силовым линиям внешнего контура диполя. А это
означает, что любая линия данного
контура будет деформироваться толщами дифференциально вращающейся
мантии по общему правилу - больше в
области экватора, меньше - у полюсов вращающейся сферы. Таким образом, за счёт
дифференциальности вращения масс в мантии, происходит искривление силовых линий
сферической части диполя. Каждая линия как бы переламывается надвое в области
экватора геосферы и изгибается здесь до состояния угла, равного примерно 90
градусам, с вершиной направленной в сторону вращения планеты. Обе
стороны угла, плавно изгибаясь и как бы обматываясь вокруг вращающегося
геоида, уходят по его поверхности к противоположным полюсам геосферы - одна
сторона угла в направлении северного
полюса, а другая к полюсу южному. Таким путём на поверхности геосферы создаются своеобразные "волны
натяжения", характер простирания которых определяется кривыми линиями,
внешне подобных линиям архимедовых
спиралей.
Согласно логики развития новой
концепции, магнитные линии в мантии выполняют функции своеобразного каркаса,
удерживающего на себе приклеенную к ним
часть вещества и, одновременно, служат в
качестве направляющих "рельсов", относительно которых мантийное вещество течёт от южного полюса к
северному. Но поскольку мы видим, что магнитные силовые линии внешнего контура диполя
сами оказываются деформированными до вида двух, стыкующихся у экватора,
архимедовых спиралей, то такой же
характер движения вещества будет и во
всей мантии. То есть, межполярные потоки в мантии будут течь с
постоянным отклонением по долготе, искривляясь в южном полушарии в восточном направлении
(векторы С'), в сторону некоторого
условного меридиана (обозначенного буквами "si" на рис. 5. см.
Приложение № 1), и с уходом от означенного
меридиана к западу, в северном
полушарии.
Таким образом, под влиянием широтных
сил, связанных с явлением радиальной и
широтной дифференциальности вращения, в мантии
создаются дополнительные предпосылки для
появления так называемых
"волн натяжения". Как всякие
возмущения, "волны натяжения"
дискретны. Они проявляются на поверхности мантии не повсеместно, а в виде отдельных сложно построенных
спиралевидных валов и струйных течений.
Любое инородное тело (к примеру,
материковый блок), попадая в эти
течения, вынужден будет двигаться в их пределах, подобно тому, как
движутся ледяные глыбы в искривлённом
русле реки. Такого рода влияние "волн натяжения" мы
отождествляем с действием силы A', о характере влияния
которой мы упоминали, когда говорили о главных геодинамических силах планеты.
Именно наличие влияния "волн натяжения" совместно с
действием силы Кориолиса приводило в
геологическом прошлом к развитию процесса расчленения южного
пра-континента, с образованием из него
системы отдельных геологических
формирований - так называемых фундаментов древних материковых платформ.
Кроме того, названные факторы
способствовали движению обломков на поверхности геосферы в такой
последовательности и по таким
траекториям, чтобы всегда сохранялось
состояние динамической
балансировки планеты. И именно поэтому все обломки пра-материка в ходе своего
движения к северному полюсу рассредоточиваются по геосфере, распределяясь, в
общем, в пределах трёх, так называемых
левой, центральной и правой, ветвей
материковых платформ, отчётливо проявляющихся на поверхности планеты до настоящего времени.
Выводы:
1. В
соответствии с основными положениями новой концепции, все небесные тела шарообразной формы (Солнце,
планеты, их спутники), образовались в едином процессе, из единого газообразного
облака и развивались в соответствии общих схем и физических законов.
2. Из общей схемы хронологической последовательности событий,
определяющих этапы образования и развития небесных объектов шарообразной
формы следует, что заглавная роль в этой
последовательности принадлежит их ядрам
(центральным оболочкам). Эти
оболочки у всех шарообразных небесных
объектов первичны. Изначально они
представляли собой некие вихревые
структуры - космогенные вихри, в составе которых доминировал газообразный
водород, впоследствии преобразовавшийся в плазму, а после, в привычное для нас
многокомпонентное вещество, слагающего толщи мантии и земной коры.
3. Все другие оболочки и составляющие их
химические элементы, располагающиеся ныне ближе к поверхности небесных объектов
и последовательно обволакивающие ядро (то есть, в условиях современной
Земли - мантия, кристаллическая кора, вода океанов, атмосфера),
соответственно, образовались значительно позже структуры ядра (ныне
представляющего псевдосферическую магнитную ловушку открытого типа) и, по сути
дела, являются вторичными, производными от ядра, структурными элементами. А это означает, что
и в динамическом отношении, ядро является ведущим элементом, а мантия и другие
оболочки - ведомыми. Момент вращения у любого отдельно взятого небесного
объекта передаётся от внутреннего динамически активного ядра к внешней, динамически инертной мантии.
4. Из предложенной схемы
общего развития небесных объектов Солнечной системы следует, что в
основе магнетизма шарообразных небесных
тел лежит единый для всех принцип
генерации магнитных полей. Причиной появления этих полей служат неравновесные токи положительных и
отрицательных зарядов, возникающих в
объёме электропроводящей среды (плазмы), участвующей в вихревом (спирально-вращательном и винтовом)
движении.
5. С
позиций общности причины и механизма образования магнитных полей
просматривается возможность
выявления единой связи между
фактом наличия магнитных полей и
общим состоянием развития
исследуемых небесных тел. Наличие
магнитного диполя у конкретно
взятого небесного объекта шарообразной
формы свидетельствует о наличии в его
недрах нормально функционирующего вихревого образования (вращающегося
плазменного ядра). Сфероидальный объект, имеющий вокруг себя дипольную компоненту магнитного поля, является внутренне
активным, нормально развивающимся небесным телом. Отсутствие магнитного диполя свидетельствует по поводу отсутствия (или чрезмерной деградации)
внутрипланетного вихревого образования,
а равно, о полной деструктуризации недр
небесного объекта. (То есть, об
отсутствии чётко обозначенного внутреннего ядра и мантии и, соответственно, об отсутствии
упорядоченного движения вещества в них). Что, фактически, определяет
состояние "планетарной смерти"
для данного небесного объекта.
Качественно
новые представления о путях развития небесных тел, включая новые представления
о сущности природы их магнитных полей, а так же нетрадиционные представления
о формах движения вещества, позволяют исключить ряд трудностей теоретического и
практического порядка, существующих в естествознании, и уйти от извечных проблем при объяснении природы
магнетизма не только у звёзд и планет, но
и в отношении их спутников.
Вместе с тем хочется особенно надеяться на то, что новые представления о магнетизме планет, в
частности о новом способе удержания плазмы в естественных условиях, подвигнут
учёных, занимающихся проблемой управляемого термоядерного синтеза (УТС), к
переосмыслению традиционных подходов и к поиску новых решений в области физики
плазмы. А учёных - геологов подвигнет к
переосмыслению основных положений
в плане общей геодинамики, исторической геологии и т.д.
Более детальные сведения по
затронутым выше темам, в том числе ряд конкретных соображений по проблемам
функционирования и внутреннего строения внутрипланетарных адиабатических
магнитных ловушек естественного типа (так называемых ядер планет), автор
может сообщить заинтересованным лицам в определённой последовательности,
включая уровень обсуждения этапов научно-практических исследований, с
последующим выходом на уровень отработки
практических результатов.
Л и т е р а т у р а .
1. Буллард Э. Геомагнитное динамо. // Природа твёрдой Земли. М.; Мир,
1975. с. 167-179.,
2. Голант В.Е. и др. Основы физики плазмы. М.,
Атомиздат, 1977.
3. Долгинов Ш.Ш.
Магнетизм планет. М.; Знание 1974.
4. Жарков В.Н., Трубицин В.П. Физика планетных недр. М.;
Наука. 1980.
5. .Ксанфомалити Л.В. Собственные магнитные поля планет и спутников.
// Астрономический вестник. 1998, том 32, № 1, с. 37-48.
6. Николаева О.В. Через
систему Сатурна - к истории вещества планет. // Природа, № 4, М. 1985. с.
63-71.
7. Рикитаки Т. Электромагнетизм и внутреннее строение Земли.
Л.; Недра. 1968
8. Сергеев Ю.С.
Арифметические упражнения в Солнечной системе. // Геоинформатика, № 3,
1996. М.; ВНИИгеосистем.
9. Sergeev Y. S. SOME
REGULARITES STRUCTURE SATELLITE SYSTEM. // Проблемы пространства, времени, тяготения.
4-я Международная конференция. С. Петербург, 1997.
10. Трунаев Е.М. Образование Солнечной системы из
Эндо-Галактического Вихря. //
Гноинформатика , № 6, 1996. М.; ВНИИгеосистем.
11. Trunaev Е.M. THE FORMATION OF THE SOLAR SYSTEM FROM
ENDO-GALACTIC VORTEX. // Проблемы
пространства, времени, тяготения. 4-я Международная конференция С. Петербург,
1997.
12. Трунаев Е.М. О силах и
законах, определяющих движение материков Земли. ВИНИТИ., 1992. № 2808 - В92.
13. Франк-Каменецкий Д. А. Плазма -
четвёртое состояние. М., Атомиздат, 1975.
14. Трунаев Е.М. Природа магнитных полей небесных тел с позиций
гипотезы образования Солнечной системы из центростремительного Вихря. // Тезисы
докладов Международного научного конгресса - Фундаментальные проблемы
естествознания. С Петербург, 1998.
15. Трунаев Е.М. К вопросу о реальности геодинамических циклов.
// Тезисы докладов 6-й Международной конференции "Циклы природы и
общества" г. Ставрополь, 1998.
16. Трунаев Е.М. Вводная часть новой геодинамики на основе идеи
развития космогенных вихрей. // "Геоинформатика". № 2, РАЕН. Москва.
1999 г.