3. Физика и астрономия

В нашем стремительном обзоре всей вселенной очередь дошла до аст­рономии. Астрономия старше физики.

Фактически физика и возникла из нее, когда астрономия заметила поразительную простоту движения звезд и планет - объяснение этой прос­тоты и стало началом физики.

Но самым выдающимся открытием астрономии было открытием того, что звезды состоят из таких же атомов, что и земля.

Это было доказано с помощью спектрального анализа. (каждый нагре­тый атом испускает свет определенных частот). (спектроскоп)

Но раз звезды состоят из тех же атомов, что и земля, то это силь­но продвигает нас вперед в понимании сущности звезд.

Нам хорошо известно поведение атомов при высоких температурах и невысоких плотностях и это позволяет нам при помощи статистической ме­ханики анализировать поведение звездного вещества.

Даже не умея воспроизводить звездное состояние на Земле, но опи­раясь на основные физические законы, мы совершенно точно можем ука­зать, что происходит на звездах.

Так физика помогает астрономии.

Это может показаться странным, но распределение вещества внутри солнца мы знаем куда лучше, чем его распределение внутри земли.

Одно из наиболее впечатляющих открытии астрономии - это открытие источника энергии звезд, поддерживающего их горение.

На звездах происходит ядерная реакция и в этом причина их свече­ния. Так вот, солнце получает энергию от ядерного "сгорания" водорода, который превращается при этом в гелий.

Из водорода в глубинах звезд вырабатываются и другие химические элементы.

Т. е. вещество, из которого сделаны все мы, было когда-то испече­но в звезде и выплеснуто наружу.

Но откуда это известно ?

А вот откуда. Содержание различных атомов в веществе, например и т.д. - никогда не меняется при химических превращени­ях, ибо для всех изотопов углерода химические реакции одинаковы.

Эти пропорции есть результат лишь ядерных реакций.

Изучая пропорции изотопов в остывшей золе, каковой являемся мы, можно догадаться на что была похожа "печь", в которой сформировалось наше вещество.

Она была похожа на звезды, и поэтому очень вероятно, что элементы "сделаны" в звездах и выброшены от туда при взрывах, называемых нами новыми и сверхновыми звездами.

Астрономия столь близка к физике, что еще не один раз в этом кур­се мы обратимся к ней.

4. Физика и геология.

Пойдем теперь к так называемым наукам о Земле или геологии.

Главный вопрос геологии заключается в том, что сделало геологию такой, какая она есть.

Самые очевидные из таких процессов происходят у нас на глазах: реки подмывают берега, поля заносятся пылью и т.д.

Это понять легко, но ведь кроме эрозии, помимо разрушения должно что-то обратное происходить.

В среднем горы сейчас не ниже, чем в прошлом.

Следовательно, должен происходить и процесс горообразования. Изучая геологию вы убедитесь, что действительно происходит и горообразование и вулканизм, но никто их не понимает, не понимает того, что составляет половину геологии.

Действительно, природа вулканов не понята, то чего бывают землет­рясения, тоже не понято.

Понимают, конечно, что если что-то с чем-то столкнется, то что-то треснет, что-то сдвинется.

Но что толкнуло, что треснуло ?

Существует мнение, что внутри Земли существуют течения - происходит циркуляция из-за различия температуры снаружи и внутри - и они (тече­ния) в своем движении слегка подталкивают поверхность Земли. А если где-то встречаются противные течения, то там должно накапливаться ве­щество, появляться горные хребты, они окажутся в сильно напряженном состоянии, возникнут вулканы, произойдут землетрясения.

Что можно сказать о недрах земли ?

Хорошо известна скорость волн землетрясений в земле и распределе­ние плотности внутри нашей планеты.

Но физики не смогли создать хорошей теории плотности вещества при давлениях, ожидаемых в центре земли.

Т.е. со своей планетой мы справляемся куда хуже, нежели с состоя­нием вещества в звездах.

Необходимый для этого математический аппарат не разработан, он, по-видимому чрезвычайно сложен.

Не исключено, однако, что найдется кто-то, кто поймет важность этой проблемы и разработает её.

Другое дело, что, даже вычислив плотность, мы не сможем предста­вить себе циркулирующие течения, или разобраться в свойствах горных пород при сверхвысоких давлениях.

Мы не умеем предсказывать, насколько быстро эти породы "поддадут­ся" давлению. Только опыт ответит на эти вопросы.