Читать книгу Ремдеализм. Тем, кто ищет правильный путь - - Страница 7
Глава 2.
§ Взаимодействия.
ОглавлениеК числу характерных особенностей нашего мира, весьма важных в его понимании, также относится и то, что вся находящаяся в нем материя наделена способностью к взаимодействию.
Взаимодействием называется процесс воздействия объектов друг на друга. Благодаря этой характерной особенности все объекты вселенной, от элементарных частиц до галактик, с момента своего появления, оказывают постоянное влияние друг на друга.
Способность к взаимодействию, обусловлена наличием энергии. А точнее, определенных энергетических полей у материальных объектов.
Поля имеют волновую природу и представляют собой непрерывные и безграничные объекты, которые пронизывают всё пространство вселенной.
Показателем существования поля у материального объекта является свойство материи, которое называется заряд. Каждый материальный объект является обладателем нескольких видов зарядов.
Каждый из видов заряда является показателем соответствующего поля. А также является количественной характеристикой, показывающей степень возможного участия объекта в том или ином взаимодействии.
Например, наличие электрического заряда у материального объекта указывает на возможность электромагнитного взаимодействия с другими объектами, обладающими электрическим зарядом. И то насколько интенсивным будет это взаимодействие.
Существует множество различных видов взаимодействий, но все они в конечном итоге сводятся к четырем базовым видам, происходящим с объектами всех уровней вселенной. К числу этих базовых взаимодействий относятся: сильное, электромагнитное, гравитационное и слабое.
Все эти 4 взаимодействия осуществляются одновременно, но каждое из них играет главную роль только на определенном уровне в структуре вселенной.
Так, на уровне ядер атомов главным является сильное взаимодействие. Оно обуславливает существование и целостность ядер атомов, путем соединения протонов и нейтронов в составе единой системы. А также делает возможным протекание процессов внутри ядер атомов, которые могут сопровождаться выделением огромных энергий.
Сильное взаимодействие осуществляется только между нейтронами и протонами. Каждый из них наделен сильным ядерным полем, благодаря которому он соединен в атоме с другими нейтронами и протонами.
Сильное взаимодействие гораздо сильнее всех остальных взаимодействий, но за пределами ядра атома, на расстоянии больше, чем одна десяти-триллионная (1\1013) мм от него, притяжение сильного взаимодействия не ощущается.
Радиус действия сильного взаимодействия меньше размера атома примерно в 100 тысяч раз и на таком расстоянии оно превышает в 1000 раз электромагнитное отталкивание, действующее между заряженными частицами, а именно между протонами.
На следующем уровне главную роль играет электромагнитное взаимодействие. Через него происходит объединение электронов с ядрами атомов. Что лежит в основе образования атомов, формирования из атомов молекул, а из молекул крупных молекулярных комплексов.
Электромагнитное взаимодействие, основано на электричестве и магнетизме, между которыми существует глубокая взаимосвязь.
Происходит оно только между частицами, имеющими электрический заряд. Вокруг таких материальных объектов существует электромагнитное поле, через которое частица взаимодействует с другими материальными объектами тоже носителями электрических зарядов, притягивая или отталкивая их в зависимости от знака последних.
Электромагнитное взаимодействие в отличие от сильного является дальнодействующим. Сила, с которой два неподвижных объекта, имеющих противоположные заряды притягиваются друг к другу, а имеющих одноименные заряды отталкиваются друг от друга, уменьшается с увеличением расстояния между ними по закону обратных квадратов. То есть, если расстояние увеличилось в 2 раза, то сила уменьшилась в 4.
По причине дальнодействия электромагнитное взаимодействие проявляется не только на микроскопическом уровне, но и на уровне макрообъектов.
На этом уровне электромагнитное поле во вселенной является основным переносчиком энергии и информации.
Большинство физических свойств макроскопических объектов, к числу которых относятся твердость, упругость, электропроводность, теплопроводность, пластичность, цвет, вязкость, плотность, и так далее, а также их изменение обеспечивается именно этим взаимодействием.
Обеспечивая целостность молекулярных и атомных систем, электромагнитное взаимодействие также лежит в основе химических превращений веществ.
Новые химические вещества образуются при перераспределении электронов и ядер одного или нескольких исходных веществ, причем ядра атомов в этом процессе не меняются.
Существование различных структур на еще большем, на космическом уровне, обусловлено следующим гравитационным взаимодействием.
Благодаря этому взаимодействию планеты находятся в планетных системах на околозвездных орбитах, звезды притягиваются к центрам галактик, галактики находятся в составе кремастронов (галактических скоплений).
Все материальные объекты нашего мира участвуют в гравитационном взаимодействии. Всё имеющее массу притягивается друг к другу. Каждая частица испытывает на себе действие гравитации, и сама является источником гравитации.
Сила, с которой два материальных объекта притягиваются друг к другу, прямо пропорциональна обеим массам и обратна пропорциональна квадрату расстояния между ними.
То есть, чем больше масса этих объектов и меньше расстояние между ними, тем сильнее они притягиваются. То есть, в отношении гравитации, также как и в отношении электромагнетизма, распространение происходит по закону обратных квадратов.
При этом, если расстояние будет равно бесконечности, то сила гравитационного притяжения соответственно будет равна нулю. И в силу того, что вселенная не является бесконечной, то, соответственно, гравитация существует везде во вселенной.
Гравитация играет значимую роль только в больших масштабах. Сила гравитации в 1040 слабее электромагнетизма. Например, если взять 2 протона и разнести их на расстояние одного метра друг от друга, то электромагнитное отталкивание между ними будет в 1040 раз сильнее, чем гравитационное притяжение.
То есть, нужно увеличить силу гравитации в 10.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 раз, чтобы она сравнялась с электромагнетизмом. И чтобы протоны преодолели электромагнитное отталкивание, нужно собрать вместе, как минимум 1056 протонов. Только оказавшись вместе, как единое целое, они смогут преодолеть электромагнетизм. Масса 1056 протонов – это минимально возможная масса звезд.
Следующее, так называемое слабое взаимодействие, также как и все остальные базовые взаимодействия, проявляется в превращении одних объектов в другие. Но которое происходит не в результате соединения, а в результате распада материальных объектов, а именно элементарных частиц.
Благодаря наличию слабого взаимодействия происходит, например, бета-распад радиоактивных ядер. В результате этого процесса некоторые из нейтронов, находящихся в ядре, превращаются в протон, электрон и антинейтрино или в протон, позитрон и нейтрино. Последние два и в том и другом случае покидают ядро.
Бета-распад, обусловленный слабым взаимодействием, приводит к изменению количества протонов, а, следовательно, и зарядового числа атомных ядер на единицу. Заряд ядра является определяющим в структуре электронной оболочки атома и соответственно в его химических свойствах.
Помимо нейтронов, находящихся в составе ядер атомов, слабому распаду подвержены мюоны, пи-мезоны, свободные нейтроны и другие виды частиц.
Свободные нейтроны благодаря наличию слабого взаимодействия также распадаются на протон, электрон и нейтрино. То есть, одна частица исчезает, три другие появляются.
Также слабое взаимодействие обуславливает наличие термоядерных реакций внутри звезд. В результате этих реакций при последовательном соединении 4 протонов происходит возникновение гелия-4 с испусканием двух позитронов и двух нейтрино.
Кроме того, слабое взаимодействие играет значимую роль на последней стадии существования звезд, в процессе взрыва сверхновых.
Взрыв сопровождается выбросом значительной массы вещества из внешней оболочки звезды в межзвездное пространство, а из оставшейся части вещества ядра, взорвавшейся звезды, как правило образуется компактная нейтронная звезда.
Выбрасываемое в ходе взрыва вещество в значительной части содержит элементы, образовавшиеся в ходе термоядерного синтеза, происходившего на протяжении всего времени существования звезды.
Таким образом, у нас есть четыре базовых взаимодействия, посредством которых происходит возникновение одних объектов из других. При этом все образованные объекты, обладают качествами, которые не имелись у исходных объектов.
Все базовые взаимодействия являются фундаментальными, то есть существующими с самого начала, с момента возникновения вселенной. Они являются тем, что лежит в основе всех ее систем и событий, происходящих с ними.
Благодаря их особенностям имеется возможность существования всех этих различных систем на различных структурных уровнях вселенной.
При этом каждое из них играет главную роль на своем уровне. А также дополняет и уравновешивает все остальные. Так, благодаря сильному взаимодействию, протоны и нейтроны образуют ядра атомов. Благодаря гравитации существуют космические системы. Электромагнетизм определяет свойства макрообъектов. А слабое взаимодействие – распад и упрощение объектов и выделение энергии.
Соответственно, сильное взаимодействие, обеспечивающее внутреннюю структуру атомного ядра и его составляющих, является сильнее всех остальных на уровне ядер атомов. Электромагнитное – доминирует по отношению к трем остальным на уровне атомов, связывая электроны с ядрами и обеспечивая объединение атомов в молекулы. Гравитационное взаимодействие становится главенствующим на уровне планет, звезд и галактик.
Имея определенные характеристики и осуществляясь одновременно, все эти базовые взаимодействия являются определяющим фактором в виде, свойствах и качествах всех объектов и систем материального мира. А само их существование указывает на то, что всё в нашем мире взаимосвязано друг с другом и наделено такими особенностями, что способно вступать в контакты друг с другом и образовывать более сложные системы. А также распадаться на самые простые составляющие.