Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Николис Дж. -> "Динамика иерархических систем: эволюционное представление" -> 14

Динамика иерархических систем: эволюционное представление - Николис Дж.

Николис Дж. Динамика иерархических систем: эволюционное представление — М.: Мир, 1989. — 490 c.
Скачать (прямая ссылка): dinamikaiearhicheskihsistem1989.pdf
Предыдущая << 1 .. 8 9 10 11 12 13 < 14 > 15 16 17 18 19 20 .. 187 >> Следующая

гравитации, а значит, "несут ответственность" за долговечность Вселенной.
Именно долговечность является необходимой предпосылкой возникновения все
более и более сложных структур и в конечном счете форм жизни с все
возрастающим числом иерархических уровней, как структурных, так и
когнитивных. Объясняется это тем, что-эволюция - процесс очень медленный.
Об относительной интенсивности четырех фундаментальных взаимодействий
можно судить по следующим данным:
взаимодействия:
гравитационное 10-39
электромагнитное 1
сильное ядерное 103
слабое ядерное ю-"
Первых два взаимодействия дальнодействующие, их интенсивность убывает в
вакууме как - 1 //?2; два последних взаимодействия близкодействующие (по
существу они спадают до нуля на расстоянии порядка диаметра атомного
ядра, т. е. 10-13 см) и убывают экспоненциально. Следуя Дайсону [2.2],
рассмотрим кратко природу случайных препятствий на пути эволюции,
возникающих, так сказать, как deux ex machina чтобы увеличить
продолжительность динамической активности в. физической Вселенной.
Первой задержкой служит спин, которым обладают многие протяженные
объекты. Происхождение спина неизвестно (существование его заведомо не
заложено явно в законы динамики), и его можно рассматривать как нарушение
симметрии, вызванное некоторыми специальными начальными условиями.
Протяженные объекты не могут коллапсировать гравитационно, если они
быстро вращаются вокруг собственной оси. Вместо того чтобы
коллапсировать, внешние части объекта выходят на стационарные орбиты
вокруг внутренних (как это можно наблю-
о Неожиданно, внезапно. - Прим. перев.
28
Глава 2
.дать на примере нашей Солнечной системы с ее планетами, спутниками и
астероидами).
Вторая задержка связана с термоядерным синтезом. Речь идет о сгорании
водорода при высоких температурах и давлении с образованием гелия.
Термоядерное горение (синтез ядер гелия из ядер водорода) сопровождается
выделением энергии в виде у-излучения и нейтрино, противодействующих
сжатию. Поэтому звезда с высоким содержанием водорода не может
претерпевать гравитационный коллапс выше некоторой критической точки,
пока не будет израсходован весь водород.
Важную роль здесь играет то счастливое обстоятельство, что изотоп гелия с
массовым числом 2 (ядро, которое состояло бы из двух протонов и не
содержало бы ни одного нейтрона) не существует. Если бы гелий-2
существовал, то в результате реакции протона с протоном получался бы
гелий-2 плюс фотон. В свою очередь ядро гелия-2 спонтанно распадалось бы
на дейтрон, позитрон и нейтрино. Первая реакция протекает чрезвычайно
интенсивно, и поэтому весь водород очень быстро выгорел бы с образованием
гелия-2. Сила ядерного притяжения двух протонов составляет около 20 млн.
вольт, но и этого недостаточно для образования связанного состояния ядра
гелия-2: не хватает каких-нибудь полмиллиона вольт. Если бы сильное
взаимодействие было на 2,5 % сильнее, то Солнце за считанные минуты
израсходовало бы свой запас водорода. В действительности происходит нечто
другое: обычный водород может вступать в реакцию с самим собой, повинуясь
только слабому взаимодействию. В такой реакции два протона, сливаясь,
образуют дейтрон плюс позитрон и нейтрино. (Затем позитрон
взаимодействует с электронами окружающей плазмы и порождает фотоны в у-
диапазоне. Из-за томпсоновского рассеяния у этих фотонов уходит примерно
миллионы лет на то, чтобы достичь поверхности Солнца и оттуда
распространяться уже в оптическом диапазоне.) Так как времена распада или
релаксации обратно пропорциональны интенсивностям взаимодействий, протон-
про-тонная реакция протекает примерно в (103/10-6)2 ~ 1018 раз медленнее,
чем реакция, обусловленная сильным взаимодействием. Отсюда -
долговечность звезд и, в частности, нашего Солнца.
Третья задержка, весьма существенная для эволюции на Земле, связана с
тем, что недра Земли содержат весьма умеренные количества радиоактивных
элементов - урана и тория, элементов, которые "приготовлены" не в недрах
звезд (процесс синтеза не идет дальше самого тяжелого стабильного
элемента- железа), а рождаются при взрывах сверхновых. (Такая
термоядерная детонация обусловлена, по-видимому, тем, что в случае
больших звезд, находящихся в последней фазе своего
Нелинейная динамика и статистическая физика
29
развития, с массами, превышающими "предел Чандрасекара", ядро, состоящее
в основном из углерода и кислорода, мгновенно выгорает, превращаясь в
железо. Внутренность звезды быстро взрывается, и выделяющаяся энергия
приводит к взрыву масс, образующих наружную оболочку звезды.) Ядра урана
и тория вследствие конкуренции между поверхностным натяжением и
электростатической энергией медленно распадаются, претерпевая ^-распад,
на протоны, электроны (которые испускаются) и антинейтрино. Трение
испускаемых электронов об окружающую среду приводит к нагреванию недр
Земли, обусловливая тем самым вулканическую деятельность и образование и
Предыдущая << 1 .. 8 9 10 11 12 13 < 14 > 15 16 17 18 19 20 .. 187 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed