Иван алюминин о ядерном парадоксе и философии
Считается, что материализм, с его диалектическими категориями, сумев преодолеть идеалистические предрассудки, стал ключом к пониманию человеком всего окружающего. Тяжело с этим спорить, но при ближайшем рассмотрении возможно понять, что современные науки всё более и более склонны к идеализации.
Забрать такую математическую категорию, как бесконечность. Кто её видел? Как её возможно почувствовать на физическом уровне?
Однако, мы нормально оперируем ей в конкретных расчётах.
В базе теории комплексных чисел лежит j = √-1, что априориза пределами здравого смысла, но даёт практический итог при расчёте электромагнитных полей.
N-мерная матрица, как её возможно вообразить? Наконец, полный ноль по Кельвину и другие абсолютизированные константы. Имеется ли объективная подоплёка в существовании подобного рода идеализаций, либо это всего лишь плод отечественного сознания, созревший в ходе «объятия необъятного» и познании непознаваемого?
Попытаемся, частично, ответить на данный вопрос. Наряду с этим, не очень сильно умничая и давая пояснения, дабы сделать статью дешёвой для широкого круга читателей.
Сущность парадокса
Главным процессом, неизменно протекающим в изученном нами космосе, есть термоядерный синтез гелия из изотопов водорода. Благодаря ему Вселенная наполнена энергией, которая, например, позволила для происхождения судьбы на Земле.
Появляется естественный вопрос: что произойдёт, в случае если ядерное горючее везде закончится, и вероятно ли это?
Современная ядерная физика создала достаточно стройную релятивистскую теорию фактически для всех ядерных реакций.
В самом неспециализированном смысле слова, сущность её такова. Любое составное ядро атома владеет массой меньшей, чем сумма весов всех составляющих его нейтронов (и нуклонов протонов).
Так, при деления ядер либо их синтеза появляется недостаток массы Δm, а из этого и выделение либо поглощение энергии, как следствие той либо другой реакции: E = Δmc2.
Эту энергию ещё именуют энергией связи, от связи нуклонов в ядре под действием ядерных сил. Соответствие данной энергии любому изотопу любого химического элемента достаточно совершенно верно подсчитано. Неспециализированное представление об этом соответствии возможно извлечь из рисунка.
Отметим, что массовое число А – количество нуклонов в ядре изотопа химического элемента и округленно равняется массе ядра изотопа в условных ядерных единицах массы.
Его записывают сверху справа (последнее время чаще слева) от знака элемента. Снизу слева от знака записывают число Z – число протонов в ядре.
Оно характеризует заряд ядра атома элемента и, фактически, определяет сам элемент: у каждого изотопа химического элемента число Z одно да и то же, не смотря на то, что число Быть может изменяться, чем, фактически, изотоп и отличается от изотопа.
Мэв – мега-электрон-вольт – принятая в ядерной физике единица измерения энергии.
Разглядим несложные закономерности ядерных распада и реакций синтеза самых «лёгких» элементов.
Среди них, самая узнаваемая, не дающая спокойствия всем инженерам и физикам Мира – синтез гелия из трития и дейтерия – изотопов водорода: 12H + 13Hn + 24He + 17,6 Мэв, где в левой части записаны соответствующие изотопы водорода, а справа – ядро гелия, выделенная энергия и n – испускаемый нейтрон.
Реализация данной реакции в промышленных масштабах, если не окончательно, то на обозримое будущее разрешит энергетические неприятности человечества. Но не об этом обращение.
Логика и закон сохранения энергии подсказывают, что обратное превращение гелия в изотопы водорода потребует ровно столько же энергии в совершенстве.
Тут уместно упомянуть о сверхмощных ядерных силах, как бы «склеивающих» нуклоны в ядра. Именно на их преодоление, хоть и на ничтожные расстояния, требуется уйма энергии. Но так ли это.
Довольно давно были открыты так именуемые «прямые ядерные реакции». Одна из них: p + 24Hep + p + 13H.
Иными словами, при облучении гелия потоком стремительных протонов один протон в состоянии выбить из ядра гелия второй протон, перевоплотив его в тритий.
Отметим кроме этого, что протон сам по себе есть ядром простого водорода — 11H.
«Прилепление» к нему ещё одного нейтрона, для получения дейтерия, теоретически кроме этого не требует энергетических затрат, скорее напротив. В данной реакции не нужно преодолевать Кулоновский барьер – возрастающее отталкивание однополярных частиц (протонов, к примеру), по мере их сближения.
Нейтрон потому и нейтрон, что нейтрально заряжен. Тем более, что «лишний» нейтрон появился в ходе первой реакции.
Для обоснования наметившегося «кругооборота» изотопов водорода и гелия осталось разобраться с энергией. В соответствии с примитивному толкованию закона сохранения энергии, таковой кругооборот неосуществим.
Кроме того, что ненужно приобретать энергию, дабы после этого до электрон-вольта тратить её на распад. И это без учёта неизбежных утрат. В данном тезисе содержится и фатальная неизбежность смерти Вселенной, по крайней мере, в том виде, как она имеется, по исчерпанию водорода.
Альтернатива кроется в тех же прямых ядерных реакциях. Они и открыты были благодаря, казалось бы, абсурдному предположению, что протон в составе ядра может вести себя как свободная частица.
Из законов сохранения направляться, что протоны по окончании соударения постоянно разлетаются под прямым углом друг к другу, в случае если до этого один покоился, и в случае если в столкновении участвуют лишь две частицы.
Воображаете удивление учёных, в то время, когда был обнаружен разлёт протонов как раз под прямым углом при соответствующей бомбардировке ядер гелия!
Нет, сам механизм происходящего растолковали практически сходу: дело в том, что протоны «не совсем» частицы в обиходном понимании. Они ещё владеют и волновыми особенностями, которым ядерные силы, в какой-то мере, «по барабану».
Но элементарное геометрическое сложение векторов скоростей испускаемых протонов говорит о том, что при сохранении собственной массы их суммарная кинетическая энергия больше, чем первичная энергия протона, активизировавшего реакцию.
Сумма катетов неизменно больше гипотенузы! Что это? крест и Вечный двигатель на могиле одного из основополагающих законов?
Либо вылетающие протоны «не совсем» протоны, поскольку имеют меньшую массу, чем «надеется» от природы?
Причём так меньшую, что купируют не только отличие импульсов, как носителей энергии, но и тот огромный скачок, что появился при реакции синтеза ядра гелия.
При всём этом ответ несложен и лежит в примитивной термодинамике. Чтобы жидкость испарилась, вовсе не нужно её кипятить. При определённых условиях она сама испарится, применяя для этого энергию окружающего пространства.
Простой бытовой холодильник трудится по этому принципу и в далеком прошлом не вызывает ни у кого удивлений. Ощущаете, куда движет нас логика?
Нет, мысль принципиально не нова. Ещё во второй половине 30-ых годов двадцатого века Я. И. Френкель обратил внимание на поразительное сходство распада и процесса образования составного ядра с испарением и нагревом жидкости. Помнится, в начале 1960-х, в то время, когда Мир определил о термоядерных реакциях, водородную бомбу на бытовом уровне частенько путали с огромным «холодильником».
Кое-какие выводы
Давайте пофантазируем. Представим, что нам удалось выстроить завод по расщеплению ядер гелия. Наряду с этим мы добились того, что поглощаемая им из внешней среды мощность энергии десятки милионов ватт, но сам он имеет компактные размеры.
Как, по-вашему, он будет смотреться? То, что в том месте будет весьма холодно, вероятно холоднее, чем при полном нуле, само собой. Но заметим ли мы его по большому счету? Появившийся около завода недостаток энергии окажется таков, что ни одного фотона не отразится от него.
Вам ничего это не напоминает?
Практически сравнительно не так давно телескоп «Хаббл» зафиксировал процесс «раздрания» и поглощения звезды «чёрной дырой». В соответствии с отечественным представлениям о «чёрных дырах», как об объектах ужасной плотности и массы, поглощение ими чего бы то ни было, сомнений не вызывает. Но для чего «разрывать»?
Непременно, под действием вторых, к примеру, центробежных сил такое может произойти. Но в случае если представить, что это отечественный «завод» «похитил» у звезды энергию и остудил её «мало»? Наверняка, оптически это «правонарушение» смотрелось бы так же, как это смотрелось.
Имеется и другие косвенные показатели, подтверждающие настоящую догадку, присутствие нейтрино, к примеру, в космических лучах. Но сущность не в этом.
Основной гипотетический вывод из всего – масса и энергия имеется различные «агрегатные» состояния одной и той же субстанции. Подобно тому, как переход воды, к примеру, из газа в жидкость и обратно приводит к выделению и поглощение энергии, так и тут.
Единственная отличие в том, что при с водой энергия играет роль «посредника», а при энергии для того чтобы «посредника» мы не знаем.
Как раз ограниченность отечественных знаний даёт основание для скепсиса. Но с философской точки зрения, сходу всё поднимается на собственные места, и отпадает необходимость в идеализациях.
Нет больше бесконечности и ортодоксальных вечности, имеется нескончаемый цикл, что образно представить намного проще, к примеру: а что было до «громадного взрыва», что будет, в то время, когда водород во Вселенной «кончится» и что будет (было) по окончании (до) того… и до бесконечности.
Появляется вопрос: из-за чего эта догадка так продолжительно пылится на полке? С экономической и инженерно-технической точек зрения всё ясно. Человечество не испытывает потребности в «суперхолодильниках», да и в техническом замысле – задача неподъёмная.
30 лет назад большая часть аналитиков сходились на том, что сейчас мы должны бы «купаться» в термоядерной энергии. Ан, нет. Воз и сейчас в том месте.
Но как же с философией?
С Россией также всё ясно. Во времена расцвета отечественной ядерной школы кое-какие учёные, отрицавшие «классовую борьбу» среди растений и боровшиеся с «лысенковщиной», поплатились судьбой за собственное новаторство.
А тут не тычинки и пестики. Тут покруче «загогулины» выворачиваются. Самая безобидная из которых — бессилие человека перед природой, которая неизменно умнее его, и вместо экспроприации разумнее подождать «милости он неё».
Действительно, чем Западу это не нравится? Не теми же потребительскими мотивами?
Наконец, в случае если высказать предположение, что за «посредником» кругооборота энергии стоит Что-то, предание о Котором мы сохранили с древности, то пропадут все иллюзии о отечественной самодостаточности.
Не углубляясь в подробности, в этом случае возможно взять и ответ: кто мы, для чего и что нас ожидает. Но этим обязан заниматься (либо не заниматься) любой самостоятельно.
Честно сообщить, создатель опасается реакции ортодоксов что с одной, то и иначе баррикады, разделяющей отечественные знания. Уверен, не так на большом растоянии то время, в то время, когда её разберут они сами.
