Гравитон и распад радиоактивных веществ

Необходимо понять: почему с течением времени Гравитация исчезает и как на это влияет антигравитация?

Для этого необходимо понять, агрегатное состояние различных веществ.

Почему одно вещество тонет в другом веществе, а другие плавают на поверхности?

Температура, давление, плотность это важные силы, влияющие на ГРАВИТАЦИЮ и АНТИГРАВИТАЦИЮ.

Традиционно выделяют три агрегатных состояния: твёрдое, жидкое и газообразное. К агрегатным состояниям принято причислять также плазму, в которую переходят газы при повышении температуры и фиксированном давлении. 

Почему появляется точка сингулярности?

Вид теплообмена (теплопередачи), при котором внутренняя энергия передаётся струями и потоками самого вещества. Существует так называемая естественная конвекция, которая возникает в веществе самопроизвольно при его неравномерном нагревании.

Для этого используем данные Вояджеров и слои веществ существующие в вакууме.

Пройдём по цепочке ГРАВИТАЦИОННЫХ наслоений вещества в космосе.

Гелиопауза – это своеобразный переход между пространством, где действуют солнечные ветры и магнитное поле Солнца, с окружающим его бесконечным космосом. 

Температура в гелиопаузе может варьироваться в зависимости от точного местоположения, но она обычно колеблется в пределах 15-50 тысяч градусов.
Научное сообщество активно изучает гелиопаузу с помощью различных межпланетных зондов и обсерваторий. Исследования показывают, что несмотря на высокую температуру, эта зона довольно разрежена, что означает, что плотность частиц здесь относительно низкая.

Гелиосфера - это магнитосфера, астросфера и самый внешний атмосферный слой Солнца. Она имеет форму огромного хвостатого пузыря, похожего на область пространства. С точки зрения физики плазмы, это полость, образованная Солнцем в окружающей межзвездной среде. "Пузырь" гелиосферы непрерывно "раздувается" плазмой, исходящей от Солнца, известной как солнечный ветер. За пределами гелиосферы эта солнечная плазма уступает место межзвездной плазме, пронизывающей Млечный Путь. Как часть межпланетного магнитного поля, гелиосфера защищает Солнечную систему от значительных количеств космического ионизирующего излучения.

Помимо электромагнитного излучения Солнце также является источником солнечного ветра, то есть потоков частиц — в первую очередь, протонов и электронов. Солнечный ветер постоянно истекает из звезды, при этом он образует сверхзвуковой поток.
Даже вдали от Солнца не вакуум, не пустота, а заполненная частицами среда. Следовательно, как и в любой среде, в которой есть частицы, в ней можно определить скорость звука, которая соответствует скорости распространения малых возмущений. Скорость солнечного ветра, например, на орбите Земли, находится в диапазоне от 400 до 700 километров в секунду и это примерно в 10 раз больше скорости звука в околоземной плазме.

Солнечная система, в свою очередь, находится в локальной межзвездной среде, которая также заполнена протонами и электронами — межзвездной плазмой.

Солнце сквозь эту плазму движется, что можно сравнить с движением самолета в воздухе. В результате получается взаимодействие двух потоков: сферически-симметричного солнечного ветра, который от звезды распространяется во все стороны, и, если мы смотрим в связанной с Солнцем системе координат, набегающего на нас потока межзвездной плазмы.
Эти два потока сталкиваются между собой, формируя при этом область взаимодействия, которая состоит из нескольких границ. Ближняя к Солнцу граница, которую «Вояджеры» давно пересекли, называется гелиосферной ударной волной. Она характеризуется тем, что на ней солнечный ветер тормозится со сверхзвуковой скорости до звуковой.

Если двигаться дальше от Солнца, то на некотором расстоянии наступает момент, когда давления этих двух сталкивающихся потоков — солнечного ветра изнутри и межзвездной плазмы снаружи — уравниваются. В этом месте образуется гелиопауза, а пространство внутри нее называется гелиосферой. 

В целом солнечный ветер за гелиопаузу не проникает, а межзвездная плазма не проникает внутрь гелиопаузы. Однако скорость солнечного ветра здесь не падает до нуля, но меняет направление, его поток разворачивается и физически образуется граница раздела двух сред. Солнечный ветер обтекает гелиопаузу изнутри, а межзвездная плазма — снаружи. Гелиопауза — это не точка, а обладающая незамкнутой формой поверхность: со стороны набегающего потока межзвездной плазмы она напоминает сферу, а с противоположной у нее длинный хвост.

При пересечении гелиопаузы могут наблюдаться изменения параметров среды, в том числе, магнитного поля. Гелиосфера заполнена плазмой солнечного ветра и собственным магнитным полем, а снаружи гелиопаузы — межзвездная плазма, межзвездные протоны с электронами и межзвездное магнитное поле.

В первом приближении можно представить, что Солнце — это диполь. Однако Солнце вращается вокруг своей оси, из-за чего исходящие из него линии магнитного поля закручиваются в спираль. Также необходимо учитывать, что магнитное поле «вморожено» в плазму, то есть в данном случае связано с солнечным ветром. Следовательно, магнитное поле распространяется вместе с потоками улетающих от звезды заряженных частиц.

На первой границе, на гелиосферной ударной волне, наблюдается изменение магнитного поля — оно несколько увеличивается, силовые линии смещаются, а их направление меняется. 

Около второй границы магнитные силовые линии становятся очень частыми, при этом поле приобретает довольно сложную структуру. Тем не менее, есть модели магнитного поля, которые более-менее определенно воспроизводят ситуацию с внутренней стороны гелиопаузы. Считалось, что поле снаружи не должно быть никак связано с полем во внутренней части, поэтому ожидали резкого изменения направления магнитного поля при пересечении гелиопаузы.

Первые данные о поле вне гелиопаузы прислал «Вояджер-1», когда пересек ее в 2012 году. Оказалось, что направление поля внутри и снаружи примерно одинаковы. Это было неожиданно и даже стало причиной сомнений в реальности объявленного события — пересечения гелиопаузы. Также аппарат заметил быстрый рост величины поля — примерно в полтора раза. Теперь «Вояджер-2» подтвердил эти результаты: в пределах погрешности измерений направление магнитного поля не меняется при пересечении гелиопаузы.

«Вояджер-2» оценил температуру плазмы снаружи гелиопаузы — она оказалась равна 30–50 тысячам кельвинов. Эта информация новая и интересная, потому что имеющиеся численные модели дают разные значения температуры, и теперь можно использовать данные измерений для проверки моделей.

Концентрация протонов в возмущенной межзвездной плазме непосредственно за гелиопаузой по данным «Вояджера-2» составляет 0,039 частиц на кубический сантиметр, а «Вояджер-1» измерил 0,055. 

Аппараты измерили магнитное поле вне гелиосферы: «Вояджер-1» показал 0,49 нанотесла, а «Вояджер-2» — 0,68 нанотесла.

Межзвездная среда непосредственно за гелиопаузой возмущена и все еще чувствует влияние солнечного ветра, поэтому значение поля в разных частях гелиопаузы может отличаться.

Кроме того, когда «Вояджер-1» пересек гелиопаузу, он обнаружил, что некоторые высокоэнергичные межзвездные частицы вместе с внешним магнитным полем проникают немножко внутрь гелиосферы. Получается, что граница гелиопаузы не очень тонкая, там есть какие-то структуры с заметной толщиной.

У «Вояджера-2» все было наоборот: в его случае гелиопауза была достаточно тонкой, он ее пересек меньше чем за сутки, а снаружи от нее он обнаружил поток частиц солнечного происхождения, что было установлено по их энергиям, которые оказались ниже ожидаемых..

То есть рядом с «Вояджером-1» межзвездные частицы двигались внутри гелиопаузы, а «Вояджер-2» заметил солнечные частицы снаружи. Это все данные прямых измерений.

Гелиопауза — это не точка, а обладающая незамкнутой формой поверхность: со стороны набегающего потока межзвездной плазмы она напоминает сферу, а с противоположной у нее длинный хвост

Ядро, голова и хвост — напоминает комету.
Когда кометы приближаются к Солнцу, они нагреваются, что приводит к выделению газов из их ледяных компонентов.

Эти газы превращаются в длинные яркие хвосты, что облегчает их обнаружение.
Кометы обычно имеют два хвоста: один из пыли, а другой из газа заряженных ионов.
Интересно, что эти хвосты обычно направлены в разные стороны.


Не существует резкой границы между атмосферой и межпланетным пространством.

Область вокруг небесного тела, газовая среда вращается вместе с ним как единое целое.

Частицы экзосферы двигаются в основном по баллистическим траекториям, поэтому при наличии у них второй космической скорости достаточно высока вероятность покинуть планету без столкновений.

Концентрация нейтральных атомов в экзосфере меньше 107 частиц/см^3.
Если атмосфера небесного тела крайне разрежена, как у Меркурия и у Луны, вся она является экзосферой. Экзосфера – располагается до высоты 2000 – 3000 км состоит из газов, скорость движения которых 11 км/с. В состав экзосферы входят атомы водорода и гелия.

Термосфера(ионосфера) состоит из ряда газов, в которых преобладают азот (78%) и кислород (21%). Помимо аргона (0,9%) и следов многих других газов.
Однако концентрация этих газов в термосфере намного ниже, чем в тропосфере или приземном слое. Фактически, масса молекул в термосфере составляет всего 0,002% от общей массы атмосферных газов и квазинейтральной плазмы. Электроны, ионы и нейтральные частицы ионосферы образуют ионосферную плазму с достаточно высокой электрической проводимостью.


Температура воздуха в термосфере быстро и разрывно возрастает и может варьироваться от 200 К до 2000 К, в зависимости от степени солнечной активности.

Мезосфера постоянна и содержит кислород и азот. При этом содержание азота равно 80 %, а кислорода — 20 %.
От находящейся ниже стратосферы слой отделяется стратопаузой, от расположенной выше термосферы — мезопаузой.


Стратосфера образована преимущественно озоном, присутствующим в озоновом слое. Кроме того, стратосфера содержит элементы, переносимые извержениями вулканов, такие, как оксиды азота, азотная кислота, галогены и т. д. Стратосфера – состоит из стратифицированных температурных слоев, с теплыми слоями воздуха высоко в небе и прохладными слоями воздуха в низком небе, близко к поверхности планеты.

Воздух тропосферы,  состоит из следующей смеси газов:
Азот - 78,09%
Кислород - 20,95%
Аргон - 0,93%
Углекислый газ и другие газы - 0,03%

Тропосфера — нижний, наиболее изученный слой атмосферы, высотой в полярных областях 8—10 км, в умеренных широтах до 10—12 км, на экваторе — 16—18 км. Строение атмосферы. Благодаря своим свойствам, приповерхностные слои тропосферы высотой до нескольких десятков метров являются основной средой обитания многих живых организмов: растений, животных и человека.

Вода в атмосфере находится в постоянном движении. Жидкая вода испаряется с поверхности океанов и морей, рек и озёр и попадает в атмосферу. В атмосфере образуются облака, которые состоят из мельчайших капелек воды.

Гидросфера — это водная оболочка Земли. Она объединяет всю воду, которая есть на нашей планете. Вода в гидросфере находится в жидком, твёрдом и газообразном состоянии.

Магматические горные породы могут быть интрузивными (внутренними) и эффузивными (излившимися). Интрузивные горные породы образуются в глубинах земной коры при медленном застывании магмы. Примеры: гранит, габбро, оливинит. Эффузивные горные породы образуются при быстром застывании излившейся магмы (лавы). Примеры: базальт, пикрит, пемза.

Температура, при которой твердые вещества начинают воспламеняться.

Горные породы плавятся выше тысячи градусов, чтобы расплав приобрел текучесть, нужно еще несколько сотен, так что расплавленный камень с температурой в тысячи градусов не может быть холодным. 

В состав магмы в основном входят следующие элементы: кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, натрий, калий, водород. В небольших количествах в магме присутствуют: углерод, титан, фосфор, хлор и др. элементы.

Почему внутри Земли высокая температура? Из-за распада радиоактивных элементов. Изначально Земля разогрелась из-за сжатия вещества под действием сил гравитации. Это отдаленно напоминает нагрев воздуха, сжимаемого велосипедным насосом. Еще немного тепла добавляет внутреннее трение, вызванное прохождением твердотельных приливных волн в толще планеты. Но если бы дело было только в этом, Земля давно бы остыла.

Высокая температура ядра Земли обусловлена первородной температурой и постоянным подогревом от распада радиоактивных элементов в центральных областях. Вклад гравитационного разогрева Земли, выраженного ростом давления к центру, не велик, так как температура жидких и твёрдых тел с увеличением давления практически не повышается.
На стадии формирования, Земля имела очень высокую температуру и находилась в жидком состоянии. Все тяжёлые радиоактивные элементы "тонули" в ней, достигая центральных областей. Например Уран-238 тонул бы в жидком железе почти так же как базальтовый камень в воде. Именно наличие тяжёлых элементов делает плотность железного ядра Земли равной около 12,5 г/см^3 (вместо 7,8 г/см^3 для железа).
Распады радиоактивных элементов, как 238U, 232Th и другие, подогревают железное ядро Земли вот уже миллиарды лет, удерживая температуру в районе 6000 °C, частично компенсируя рассеяние первородного тепла Землей.

Торий-232 (232 Th) является основным природным изотопом тория с относительным содержанием 99,98%. Период его полураспада составляет 14 миллиардов лет, что делает его самым долгоживущим изотопом тория. Он распадается путем альфа-распада до радия-228; цепочка его распада заканчивается на стабильном свинце-208.

Около 99,284% массы природного урана составляет уран-238, период полураспада которого составляет 1,41*1017 секунды (4,468*109 лет, или 4,468 миллиарда лет). Благодаря своему естественному изобилию и периоду полураспада по сравнению с другими радиоактивными элементами, 238U производит ~40% радиоактивного тепла, вырабатываемого внутри Земли. Цепь распада 238U вносит 6 электронных антинейтрино на ядро. 

Распад радиоактивных элементов в центральных областях звезд, планет нагревает вещество — является источником антигравитации.

Остывшее вещество в молекулярном многообразии — является источником гравитации.