Дифференциация и самоорганизация первичного космического барионного вещества




НазваниеДифференциация и самоорганизация первичного космического барионного вещества
страница1/4
Дата публикации16.04.2013
Размер0.95 Mb.
ТипДокументы
pochit.ru > Астрономия > Документы
  1   2   3   4
Глава 4. Дифференциация и самоорганизация первичного космического барионного вещества

«Non sunt entia multiplicanda praeter necessitatem»

(«Не нужно множить сущности без необходимости»)

William of Occam, 1285–1349

Уильям Оккам
Вселенная имеет сложную, до конца не изученную, морфологическую ячеисто-сетчатую структуру. В трехмерном пространстве Вселенной обнаружена четкая периодичность распределения сверхскоплений различных типов галактик. Галактики, в свою очередь, состоят из космических объектов следующего уровня: звезды Главной последовательности, сверхгиганты, ядра планет и туманностей, красных гигантов, белых, черных, красных карликов, нейтронных звезд, черных дыр и т.д.

Солнце, звезда третьего поколения, желтый карлик, относится к типу G2V, и, как и все звезды Главной последовательности вырабатывает энергию путем термоядерного синтеза гелия из водорода. Вокруг Солнца вращаются космические объекты следующего подуровня – планеты, карликовые планеты, планетоподобные образования, астероиды, метеориты и т.д. и т.п.: Меркурий, Венера, Земля (Луна), Марс (Фобос, Демос), Церера, Юпитер (Внутренние спутники, Галилеевы спутники, Группа Гамалии, Группа Ананке, Группа Карме, Группа Пасифе – всего 63 спутника), Сатурн (имеет 62 спутника с подтвержденной орбитой – 53 имеют названия, самый большой из них Титан), Уран (имеет 27 спутников, из них пять самых крупных: Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания, Оберон). Нептун (имеет 13 спутников, из них самый крупный – Тритон), Эридна (Дисномия), Плутон (Харон, Гидра, Никта), Макемаке, Хаумеа (Намака, Хииака), Седна, Орк, 2007OR10, Квавар и т.п. и т.д. К малым планетам относят космические объекты, расположенные за Нептуном. Их называют транснептуновыми объектами (пояс Койпера). Первый объект пояса Койпера открыт ~ 30 лет назад. Сейчас этих объектов несколько сот, но их количество оценивается астрономами в десятки и сотни тысяч (Пояс Койпера: немного статистики http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1164059).

Цель работы – выявить общие закономерности, лежащие в основе физической и физико-химической дифференциации первичного космического вещества – первичной смеси изотопов химических элементов системы их образования с позиции периодического закона, основных положений квантовой механики.… Исходили из представления, что самоорганизация материи происходит только с помощью «слепых» сил физики. Не существует ничего сверхъестественного, никакой «жизненной силы», конкурирующей с фундаментальными физическими силами. Природа в самоорганизации живого «использует законы физики и ничего кроме законов физики» … «единственный «часовщик» в природе – слепые силы физики, хотя и очень специфически работающие здесь» (Dawkins, R., 1986; http://lib.rus.ec/b/153786/read#t1).

В 1920-25 годах была создана теория ионизации атомов (Саха, М.) и применена к истолкованию звездных спектров и изучению атмосфер звезд – Г.Н. Рессел, А. Милн, С. Пейн-Гапошкина и другие (http://slovari.yandex.ru/~книги/Астрономы/Саха%20Мегнад ). По С. Пейн в звездных атмосферах с температурой 5000-25000˚C наблюдаются ионы и сильно ионизированные атомы, по Г.Н. Ресселу в низких звездных температурах 1800-4000˚C наблюдаются атомы, слабо ионизированные молекулы, по И. Ноддак в земной коре до глубины 20 км при температурах 0-1800˚C наблюдаются соединения ионов или атомов – молекулы (в том числе смотри выше, таблица 3.2.1, Ферсман, А.Е., 1955, Т. III. С. 381; Тяпкин, А.А., http://bourabai.kz/tyapkin/noddack.htm).

Согласно существующим теориям, планеты Солнечной системы появились из газопылевого диска, оставшегося после формирования Солнца. Первыми образовались газовые гиганты, а каменные планеты, то есть Марс, Земля, Венера, Меркурий появились позже. Формирование последних проходило в несколько этапов: сначала появилось большое количество протопланет, которые начали объединяться. Протопланеты и первичный нелетучий материал Солнечной системы находится в Главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Согласно одной из теорий, Главный пояс астероидов содержит материал, оставшийся после формирования Солнечной системы (http://physics03.narod.ru/Interes/Newsp/142nsp.htm; Снытников, В.Н., 2006). Протопланеты и пояс астероидов могут нести большое количество информации о ранних стадиях формирования планет Марс, Земля, Венера и Меркурий. В связи с этим были проведены сравнительные исследования между космической распространенностью и химическим элементарным составом метеоритов-хондритов, между химическим элементарным составом метеоритов-хондритов и Земным шаром, земной корой, океанической водой, живым веществом… (Соков, Л.А., 2008).

Изучались и анализировались соотношения химического элементарного состава различных космических объектов и корреляционные связи между 20 космохимическими, геохимическими, биогеохимическими объектами, живым веществом, «стандартным» человеком, системами, органами, тканями, белками плазмы крови, процессами поступления химических элементов в организм, выведения из организма (Тб) и физико-химическими свойствами. При корреляционном анализе учитывалась принадлежность химических элементов к s-, p-, d-, f-семействам.

За модель исследования взята Солнечная система (схема 4.1), которая состоит из плазмы, нелетучего и летучего вещества. Агрегатное и фазовое состояние вещества Солнечной системы определяется процессами фракционирования, которые касаются и атомного и изотопного состава (Виноградов, А.П., БСЭ; http://dic.academic.ru). Исследование провели с учетом космической распространенности химических элементов в космическом пространстве, метеоритах-хондритах, Земном шаре, геосферах планеты, живом веществе, человеке, системах, органах, тканях.

Схема 4.1 Солнечная система (видоизмененная схема, http://www.science.yoread.ru/news.php?readmore=447 )
Плотность плазмы на поверхности Солнца: 2,07 · 10-7 г/см3 = 0,00016 плотности воздуха. Химический состав на поверхности: 70 % водорода (H), 28 % гелия (He), 2 % остальных элементов (C, N, O, ...) по массе (http://www.tesis.lebedev.ru/sun_vocabulary.html?topic=8&news_id=920). Масса Солнца равна 99,87 % всей массы Солнечной системы …. (Виноградов, А.П., БСЭ; http://dic.academic.ru).

Нелетучее вещество Солнечной системы – это 4 планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс), их спутники, Главный пояс астероидов, протопланеты (Цецера, Веста, Паллада…), метеориты, каменные, железные… (Снытников, В.Н., 2006; http://physics03.narod.ru/Interes/Newsp/142nsp.htm).

Летучее вещество Солнечной системы – Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, (Плутон), кометы, кентавры и транснептуновые объекты: пояс Койпера – общее число объектов в котором оценивается в десятки и сотни тысяч (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/26/EightTNOs_ru.pnghttp://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/astronomiya/SOLNECHNAYA_SISTEMA.htmlhttp://kosmos19.narod.ru/;http://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_система).

К летучему веществу Э.М. Галимов относит соединения углерода, азота, серы, воду, которые легко испаряются при прогреве до температуры 100-200C. При температурах 300-500C, в условиях низких давлений и космического вакуума летучесть свойственна элементам, входящим в состав твердых веществ (Галимов, Э.М., 2005; http://ziv.telescopes.ru/rubric/astronomy/index.html?pub=9 Текстовая копия http://hghltd.yandex.net/yandbtm?qtree=9pTRwtpWXFsVl%2B%2BKihbVkECdOuix7gcDfyC0bdZfPa9mfoJa2fFx).

4.1 Главная последовательность дифференциации первичного космического вещества
Изучение законов происхождения живого является одной из важнейших проблем современного естествознания, не потерявших актуальности и в начале XXI века.

Происхождением жизни в Российской Федерации в течение последних 10 лет интенсивно занимается более 50 академических учреждений РАН (шесть из девяти ее отделений) и многих других организаций. Например: Программа № 18 (бывшая 25) Подпрограмма I «Происхождение и эволюция биосферы» (Координаторы программы акад. Виноградов, В.М., акад. Галимов, Э.М.) и Программа № 25 Подпрограмма II (Координаторы – акад. Добрецов, Н.Л., акад. Заварзин, Г.А., Заместитель координаторов – чл.-корр. Розанов, А.Ю.) сейчас «Происхождение жизни и эволюция гео-биологических систем». Координатор Программы акад. Г.А. Заварзин, Заместители Координатора акад. Н.А. Колчанов, акад. А.Ю. Розанов. Ключевое место в этих Программах занимает проблема происхождения жизни. Есть сайт ИЦиГ СО РАН, посвященный Подпрограмме II, в нем есть литература и статьи, несколько сот источников с кратким резюме (http://evol.paleo.ru/index ; http://www.bionet.nsc.ru/live/live.php?r..).

По этим Подпрограммам выпущены сотни статей и несколько монографий. Например: Галимов, Э.М. Феномен жизни: Между равновесием и нелинейностью. Происхождение и принципы эволюции. Изд. 3, стереот. 2009. 256 с. (http://www.urss.ru/cgi-bin/db.pl?lang=Ru&blang=ru&page=Book&id=77382). Проблемы зарождения и эволюции биосферы : сборник / Рос. акад. наук, Совет Подпрограммы 1 Программы № 18 Президиума РАН «Проблемы зарождения и эволюции биосферы» ; под ред. Э.М. Галимова. – М. : URSS, 2008. – 552 с. (http://www.urss.ru/cgi-bin/db.pl?lang=Ru&blang=ru&page=Book&id=85506). Известно около 4000 работ и десятки монографий, посвященных проблеме происхождения жизни (Костецкий, Э.Я., 2005; http://evol.paleo.ru/index).

По своим планам, целям и задачам NASA Request For Information (RFI): Scientific Connections between NASA’s Earth Science Division and Astrobiology Program «The Past, Present, and Future of Life on Earth» от 30.07.2010, практически не отличается от исследований, проводимых в России в течение последних 10 лет.

При изучении проблемы происхождения живого, несомненно, большое значение имеет знание законов формирования объектов Солнечной системы или любой другой звездной системы, сходной по ряду параметров с Солнечной системой. При оценке условий, обеспечивающих возникновение жизни на Земле или какого-нибудь космического объекта, сходного с нашей планетой, должны рассматриваться так же такие факторы, как наличие воды, соотношение солей, температуры, так как процессы в организме любой сложности протекают в водной среде, в которой растворены различные ионы (Наточин, Ю.В., 1982; 1984).

Самоорганизация материи (и происхождение живого) может быть рассмотрена с разных сторон, в том числе и с позиции формирования химического элементарного состава объектов космо-, гео-, биосферы, живого вещества и человека. С этой целью получена схема дифференциации первичного космического вещества.

Для получения схемы использованы следующие литературные и справочные данные по кларкам биологических, биогеохимических, геохимических и космохимических объектов:

1. Космическая распространенность химических элементов по А. Камерону, атом на 10б атомов Si (Соботович, Э.В., 1974);

2. Средний элементарный состав метеоритов-хондритов по С.В. Козловской, Б.Ю. Левину, атом на 10б атомов Si и в вес % (Ферсман, А. Е., 1952-1960);

3. Элементарный состав земной коры, данные А.П. Виноградова с дополнени­ем данных по К.Г. Ведеполю, вес % (Вернадский, В.И., 1967; Щербина, В.В., 1972);

4.Элементарный состав океанической воды по Э.Д. Гольдбергу, сверенный с данными Свердрука, А.П. Виноградова, вес % (Щербина, В.В., 1972);

5. Элементарный состав живого вещества, вес % (Виноградов, А.П., 1932;1933);

6. Элементарный состав «стандартного» человека (Радиационная защита…, 1961; Человек. … 1977).

Ниже представлена схема дифференциации первичного космического вещества – от первичной космической распространенности хи­мических элементов до химического элементарного состава живого вещества и человека.

Химический элементарный состав Земного шара рассчитывался по Чемберлену и Салюсбери (Гаврусевич, Б.А., 1968; Тейлер, Р.Дж., 1975). Для достижения поставленной цели и решения ряда задач проведен парный корреляционно-регрессионный анализ между кларками ряда космических объектов (1-6) (Алгоритмы…,1966).

Сопоставляемые объекты выражали в натуральных числах (тип сопоставления 1или 4), десятичных логарифмах (2 или 5) и натуральных логарифмах (3 или 6). Сопоставлялся химический элемен­тарный состав объектов, в состав которых входили все элементы периодической системы (s-, р-, d-, f-блоков, коэффициенты корреляции r1, r2, r3) или только металлы (химические элементы s-, d-, f-блоков, коэффициенты корреляции r4, r5, r6). В результате анализа учитывались и получены: число сопоставляемых парных единиц – n, критерий Стьюдента – t, коэффициент корреляции выборочной совокупности – r (в зависимости от типа сопоставления r1, r2, r3,…, r6). Для каждого типа сопоставления найдены: средняя ошибка коэффициента корреляции – σr, вариансное отношение – F, преобразованный коэффициент корреляции – z, коэффициенты уравнений регрессии – a0 и a1 или A и a1 и уравнения регрессии Y = a0 + a1·x или Y = A·xa1, где x – соответствующий кларк исследуемого объекта, средняя ошибка коэффициента a1 – σa1, нормированное отклонение для a1 – ta1, вероятность коэффициента a1 – pa1. Обнаруженные корреляционные связи записаны уравнениями регрессии.

Следует отметить, выборочная совокупность химических элементов исследуемых объектов составляет от ~ 40 до 80 % от генеральной совокупности.

Уровень значимости представленных на схеме 4.1.1 сопоставлений р ≤ 0,001, если не указано при коэффициенте корреляции. Сопоставление химического эле­ментарного состава Космоса (по космической распространенности химических элементов) с химическим элементарным составом метеоритов-хондритов (эле­ментарный состав Земного шара – на схеме 4.1.1 нелетучее космическое вещество) показывает, что эти два объекта очень сходны между собой. Коэффициент корреляции при линей­ном сопоставлении численных значений этих объектов в натуральных чис­лах r1 = 0,88, при числе сопоставляемых пар n = 76, преобразованный коэффици­ент корреляции (z) равен 2,76, вариансное отношение (F) равно 247, среднее квадратичное отклонение коэффициента корреляции σг = 0,03, нормированное отклонение tr = 32,8, а уровень значимости найденной корреляционной связи рг ≤ 0,001.

Космическую распространенность (кр) химических элементов, выраженную в количестве атомов на 106 атомов кремния, можно воспроизвести по линейному уравнению:

(4.1) Yкр = 1,1∙105 + 6,3∙М,

где М – содержание того или иного химического элемента в метеоритах-хондритах, выраженное в количестве атомов на 106 атомов кремния, средняя ошибка коэффициента a1 уравнения Y = a01·х равна 0,4, нормированное откло­нение ta1 = 15,7, достоверность коэффициента а1 q ≥ 0,999.

Абсолютные количества химических элементов в объектах космоса, живом веществе, «стандартном» человеке в значительной степени предопределены ядерно-физическими процессами, идущими в местах их образования (абсолютные величины /содержание/ химических элементов в системах образования, объектах Солнечной системы c Z = 1-94, находятся в пределах от ~ 1 до 10-15 вес %, в живом веществе, «стандартном» человеке от ~ 1 до 10-11 вес %).

Все представленные на схеме 4.1.1 объекты достоверно и в определенной последовательности связаны между собой. Элементарный состав Земного шара (на схеме 4.1.1 – нелетучее космическое вещество) связан с элементарным составом живого вещества и человека. Коэффициенты корреляции между элементарным составом нелетучего космического вещества и живым веществом равны r1 = 0,67, n1 = 36; r3 = 0,64, n3 = 36; r5 = 0,71, n5 = 21; r6 = 0,71, n6 = 21, а между элементарным составом нелетучего космического вещества и «стандартного» человека равны r1 = 0,66, n1 = 36; r3 = 0,64, n3 = 36; r5 = 0,71, n5 = 21; r6 = 0,71, n6 = 21. Во всех случаях p ≤ 0,001. Химический элементарный состав океанической воды тесно связан как с химическим элементарным составом Земного шара (r1 = 0,71, n1 = 63; r2 = 0,62, n2 = 63; r5 = 0,69, n5 = 41; r6 = 0,68, n6 = 41, при p во всех случаях ≤ 0,001), так и с химическим элементарным составом земной коры (r1 = 0,82, n1 = 69; r2 = 0,46, n2 = 69; r3 = 0,55, n5 = 41; r6 = 0,70, n6 = 43, при p во всех случаях ≤ 0,001).

То есть, скорее всего, происхождение живого связано с нелетучей фракцией вещества Солнечной системы: с планетой Земля, ее спутником Луной, возможно, с планетами Земной группы (Меркурий, Венера, Марс), погибшим Фаэтоном или объектами и остатками объектов сходными по химическому элементарному составу с этими планетами (метеоритами…) (Kvenvolden, A., Lawless, J.G., 1971; Libby, W.F., 1971; Sagan, C., 1994; Резанов, И.А., 2001; Cooper, G., et all, 2001; Юшкин, Н.П., 2002).

Вполне вероятно, самосборка известного нам типа живого вещества во Вселенной на базе углерода возможна только в нелетучей фракции барионного космического вещества.

Обнаруживаются высокие коэффи­циенты корреляции между химическим элементарным составом живого вещества и «стандартного» человека с одной стороны и химическим элементарным составом Земного шара и земной коры с другой (схема 4.1.1). Однако химический элементарный состав жи­вого вещества более тесно связан с химическим элементарным составом океаниче­ской воды. Наивысшие значения коэффициентов корреляции наблюдаются при сопос­тавлении вышеуказанных объектов в том случае, если кларки объектов были выраже­ны в натуральных числах. Так коэффициенты корреляции между кларками океаниче­ской воды (Y14(1 или 4), вес %·106) и живого вещества (жв, вес %)
  1   2   3   4

Похожие:

Дифференциация и самоорганизация первичного космического барионного вещества iconЛ. А. Соков Южно-Уральский научный центр рамн, Уральский государственный...
Самоорганизация нелетучего барионного вещества Солнечной системы / Синергетика природных, технических и социально-экономических систем...
Дифференциация и самоорганизация первичного космического барионного вещества iconПоток частиц высокой энергии, преимущественно
Представляется необходимым определить основные параметры именно первичного излучения как основной исходной составляющей всего космического...
Дифференциация и самоорганизация первичного космического барионного вещества iconРекламный ролик космического десанта
На экране медленно появляется изображение имперского орла и так же медленно гаснет. Мы видим человека в броне Космического десанта....
Дифференциация и самоорганизация первичного космического барионного вещества iconВопрос Предмет и задачи химии. Вещества и их свойства. Простые и...

Дифференциация и самоорганизация первичного космического барионного вещества iconФормула вещества
...
Дифференциация и самоорганизация первичного космического барионного вещества iconПрограмма по химии для поступающих на специальности «Стоматология...
Простые и сложные вещества. Аллотропия. Моль-единица количества вещества, молярная масса и молярный объем. Химические реакции, их...
Дифференциация и самоорганизация первичного космического барионного вещества iconЛ. А. Соков Южно-Уральский научный центр рамн, Уральский государственный...
Целью настоящей работы является изучение соотношения и последовательности формирования химического элементарного состава из первичного...
Дифференциация и самоорганизация первичного космического барионного вещества iconКурсовая работа по аптечной технологии на тему: «Вспомогательные...
Вспомогательные вещества – это вещества органической и ли неорганической природы, которые используют в процессе производства и изготовления...
Дифференциация и самоорганизация первичного космического барионного вещества iconОтчет методической работы моу нсош №20 за 2010-11 учебный год. Методическая...
Вопросы методической темы Индивидуализация и дифференциация обучения в условиях
Дифференциация и самоорганизация первичного космического барионного вещества icon«Химическая связь. Строение вещества»
Межпредметные связи: Общая биология. Тема: «Неорганические вещества в организме человека»
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
pochit.ru
Главная страница