Про милую благоглупость о «большом взрыве» и бесконечном расширении Вселенной мы поговорим позднее. Проигнорировать не удастся, хотя эта концепция далеко за пределами приличий. Самопроизвольное образование твёрдых небесных тел из газообразных облаков противоречит канонам термодинамики и знаниям о базовых различиях между газообразной, жидкой и твёрдой материй.
Но, разбираться придётся. Вся эта книга посвящена анализу подобных шалых концепций.
Пока же уделим немного времени материальному Миру Земли. Это крошечная часть Вселенной, но мы то именно здесь живём, здесь учимся, нам это интересно. Нам всем это ближе. Поэтому вначале займёмся постулатами [В] и [Г].
Так что наша любимая физика говорит о земной материи? Напомню некоторые моменты, знакомые нам по школьным временам и минимально достаточные для того, чтобы понять, как человек воспринимает и взаимодействует с материальными объектами. Итак, как возникает и какими свойствами обладает то, что мы называем «материальными объектами»?
Физика говорит:
[1] О происхождении материи
Из некоего «прото-киселя» (пра-материи) создаются субэлементарные частицы; из субэлементарных частиц собираются элементарные, из элементарных синтезируются атомы. Ну а далее минералы, металлы, жидкости, газы и всевозможная живая ткань: молекулы, высокомолекулярные соединения, растительные и животные клетки.
Этого достаточно, чтобы создать
и саму Землю с её твердью, озёрами, реками, океанами, атмосферой, и всяческую живность, на Планете обитающую.
[2] Об атоме
Пропустим познания о элементарных частицах полуфабрикатах и посмотрим на Атом основной строительный «кирпичик» материи.
Фундаментом наших школьных познаний об атоме служат теоретические разработки двух физиков:
«планетарная» модель англичанина Эрнеста Резерфорда (18711937);
«полу-квантовая» модель датчанина Нильса Бора (18851962);
Планетарная модель Резерфорда показана на рис. 1.1. В соответствии с этой моделью вокруг плотного ядра, состоящего из нуклонов (положительных протонов и не имеющих зарядов нейтронов), по неким стационарным орбитам на огромной скорости вращаются один или несколько электронов, имеющих отрицательный заряд. Вращение создаёт центробежную силу, а взаимное притяжение противоположных зарядов обеспечивает возникновение центростремительной силы. Эти две силы уравновешены, что обеспечивает стабильность орбит электронов.
Рисунок 1.1 Планетарная модель атома Резерфорда
Всё замечательно, однако, согласно этой модели, имеющий собственный электрический заряд электрон движется в кулоновском поле положительно заряженного ядра. Поэтому, в соответствие с законами электродинамики, практически мгновенно (за 108
сек.) все электроны в атоме Резерфорда должны потерять скорость движения и, утратив центробежную силу, упасть на ядро. То есть, такой атом был бы неустойчивым. Не модель, а недоразумение.
Нильс Бор поправил модель Резерфорда, внеся в неё допущения о том, что электроны в атоме движутся по неким фиксированным орбитам, на строго определённых расстояниях от ядра. Вне этих стационарных орбит электрон находиться не может. При движении по таким орбитам, даже с учётом движения в поле ядра, электрон не излучает (не теряет) энергию. Почему? Науке это не ведомо. И даже неинтересно. Науке «неинтересно» всё, что за пределами её компетенции, или вне разрешённых (кем-то) областей исследований.
Далее, по Н. Бору: излучение энергии в виде отдельного кванта происходит только при переходе на более «низкую», то есть ближе расположенную к ядру орбиту. В соответствии с теорий Н. Бора, «при переходе электрона с одной стационарной орбиту на другую», излучается (или поглощается) один фотон с энергией, равной разности энергий соответствующих стационарных состояний атома.
Какие силы определяют стабильность атомов и не дают им рассыпаться на составляющие их части? «Улучшенная» планетарная модель атома Резерфорда Бора не даёт ответа на этот вопрос. Абсолютно непонятно как несколько протонов, имеющих положительные заряды, удерживаются рядом друг с другом? «Физики ядерщики», убегая от неудобных вопросов, ввели понятие о неких «фундаментальных взаимодействиях» между протонами в ядре атома, и на том успокоились. Но вопрос так и повис в воздухе! Не поняв фундаментальное, Наука в XX веке пошла в беспросветный тупик.
До этого мы говорили о модели строения атома, то есть о некоем, абстрактном для нашего Ума понятии. Но нам ведь интересно: как на самом
деле выглядят эти самые «кирпичики» Вселенной. Так ведь, Иван Петрович?
СИДОРОВ И. П.:Ну, во-первых, с «тонкими взаимодействиями» теоретическая и экспериментальная физики когда-нибудь разберутся. Денег, ума и упорства у них хватит. Прогресс в этом направлении неплохой. Вот построили коллайдер в Церне проведут сотню-другую экспериментов, глядишь и эту тайну природы разгадают.
Не смогут придумают новую модель атома. Науке не впервой!
Что касается второго вопроса, то здесь и нам самим многое вполне уже понятно, обойдёмся без физиков-атомщиков. Могу рассказать:
Естественно, атомы разных веществ отличаются по размерам, но некую усреднённую картинку наука нам нарисовала.