Формирование звёзд и планет с точки зрения школьной физики. Детальный алгоритм рождения звёзд и появления планет, и следствия из него Александр Елсуфьев

© Александр Михайлович Елсуфьев, 2025

ISBN 978-5-0067-3182-0

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

«Если вы не можете объяснить пятилетнему ребенку свою мысль, значит, вы сами ее не очень-то понимаете.»

– Альберт Эйнштейн.

Крошка сын к отцу пришёл, и спросила кроха:

– Пап, а как образовалось наша Земля и Солнце?

И тут папа, который в детстве и юности прочитал на эту тему десятки разных книг, и читает всё доступное поныне, который в юности, будучи учеником 30 ФМШ был многократным призёром олимпиад по математике и физике – городских, всесоюзных и всероссийских, который в студенчестве защищал честь СПбГУ в олимпиаде по механике, который по окончании университета имеет право преподавать математику и физику в школе вообще без подготовки дольше 10 минут, и только для студентов ВУЗов должен подготовиться чуть дольше и тщательнее, был вынужден ответить – «А не знаю, как-то из газа и пыли сгустились». Ибо во всех прочитанных книгах весь механизм сводился к этому самому «как-то сгустились», и ни в одной из книг о реальном поэтапном механизме образования звёзд и планет не было ни словечка, только общие обтекаемые фразы.

Исходя из этого незнания у папы взыграло, и он решил самолично во всём разобраться, и всё доходчиво объяснить и себе, и ребёнку – на момент вопроса детсадовцу, а ныне третьекласснику. Папа вспомнил все прочитанные в детстве книги по астрономии, потом полез на доступные астрономические и астрофизические форумы, обшарил центральную районную библиотеку… НИЧЕГО! Во всей научной и образовательной литературе автору не удалось найти ни слова по указанной теме, только кое-где разбросанные намёки. И так как «раз есть спрос – значит должно быть и предложение», то папа решил стать автором небольшой научной статьи для своего ребёнка.

Написание статьи было длительным – сперва автор пошёл по проторенному, но ложному пути, который следует из всей научной литературы, и очень быстро упёрся в непреодолимый тупик. И в этот момент пришло озарение – «А что, если в реальности всё было совсем не так?» – после чего работа закипела, и через полгода первая версия статьи, об образовании звёзд, была готова и выложена на странице ВКонтакте, и разумеется, объяснена сыну-первокласснику. Но она оказалась настолько противоречащей всей астрофизической доктрине, что желание её опубликовать зудело, не давало покоя, а отказы рассмотреть работу по сути сыпались один за другим из всех журналов, следствием чего стала сильная переработка материала, и дополнение его ещё одной противоречащей всем аксиомам частью – о формировании уже внутренних планет Солнечной системы. В конце концов, когда в журнале Наука и Жизнь была найдена статья астрофизика Николая Горькавого «Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре», и оказалось, что и его работу автору есть чем дополнить, и была сделана безуспешная попытка связаться с этим астрофизиком, статья наконец получила дополнительную главу об опровержении теории Большого взрыва, и главное – сформулировались текущие названия предлагаемых автором теорий.

Учитывая возраст исходно вопрошавшего ребёнка, который за время написания успел повзрослеть от 6 до 10 лет, а так же тот факт, что все исследования были проведены на уровне законов физики, изучаемых в средней общеобразовательной школе каждым учеником старших классов, пришлось выбрать стиль написания статьи «для детей младшего и школьного возраста», используя только понятия и алгоритмы, преподаваемые на первых уроках физики и интуитивно понятные даже малышам. Сложные формулы малыши могут просто пропустить, а старшеклассники должны их понять, если они претендуют на знание школьной физики на отлично и мечтают получить 100 баллов по ЕГЭ. Никаких университетских объёмов знаний эта работа от читателей не требует.

Попытки предложить мою работу самым разным астрофизикам встречались в штыки – реакция была от «Бумагомарательство безымянных гениев не читаю в принципе» или «Я наукой не занимаюсь, я её только популяризую», до мантр «Вы в курсе диаграммы Герцшпрунга-Рассела, CNO-цикла и доли водорода и гелия в природе?» – хотя по окончании МатМеха я и сам имею прав преподавать по этим темам студентам и школьникам. Но так уж получается, что либо простая формальная логика и школьная физика опровергают незыблемые аксиомы астрофизики, либо надо указать, где именно в логике закралась ошибка. Потому что в своё время Чарльзу Дарвину тоже говорили, что «теория эволюции не может быть верна, потому что, как твёрдо установила наука, вся вселенная существует максимум десять миллионов лет – за столько времени не могло появиться наблюдаемого количества видов живых существ», а потом науке пришлось извиниться, и увеличить время существования вселенной тысячекратно.

Когда эта книга уже была практически дописана, и находилась в стадии вычитки всех ошибок, внезапно в сети попались сразу две новости – об исследовании нейтринного излучения Солнца, и об открытии сверхплотных звёзд, вследствие чего в книгу пришлось добавить ещё две главы. И насколько я понимаю, одни только эти два открытия уже являются неоспоримым подтверждением выдвигаемой мною теории появления звёзд, и возникающего вследствие этого их внутреннего строения. А спустя ещё почти год, когда автор уже находился во Франции, внезапно появилось объяснение странному факту наличия только на Земле тектонических плит, с одновременным наличием только у Земли крупного естественного спутника Луны.

Единственный официальный отзыв на мою работу на данный момент смог дать только центр экспертиз когда-то бывшего мне родным СПбГУ. В нём кратко и лаконично указано, что «СПбГУ не обладает возможностью для подготовки рецензии Вашей работы», что в переводе на нормальный русский язык означает, что «СПбГУ не располагает наличием преподавателей, знающих курс физики в объёме школьной программы, и имеющих возможность уделить работе десяток часов свободного времени». Так что, остаётся надеяться, что среди студентов и школьников, которые реально стремятся к получению знаний, найдутся молодые люди, которые смогут эту работу оценить.

С уважением к читателю, Елсуфьев Александр Михайлович – математик, четверть века проработавший программистом.

Чтобы понять причину того, что автору пришлось рассматривать совершенно «экстравагантные», с точки зрения современной астрофизики, теории возникновения звёзд, надо сперва хотя бы коротко описать стандартную гипотезу их возникновения. А заключается она в следующем:

Исходно в космическом пространстве имеется облако (рис.1 пункт 1), оно начинает сжиматься, и в его центре возникает область большого давления, плотности и температуры, вокруг которой находятся внешние разряжённые холодные слои газа (п.2). После этого облако сжимается во вполне готовую звезду, вокруг которой вращается пылевое облако с незначительными остатками газа (п.3). В дальнейшем звезда почти не претерпевает изменений, а протопланетное облако сперва разбивается на узкие зоны большой плотности (п.4), постепенно некоторые из них сливаются в более массивные кольца (п.5), в них появляются зародыши планет (п.6), которые впоследствии превращаются в собственно планеты (п.7).

В более современном варианте теории звездообразования, первые 3 этапа остаются теми же самыми, меняется только концовка (рис.2), а именно: на 3 этапе протопланетный пылевой диск вращается вокруг полноценной звезды в плотном газовом облаке (п.3), которое постепенно оседает, после чего в планетном диске остаются мириады кометоподобных образований (п.4), они постепенно сталкиваются до образования сперва сотен-тысяч протопланет (п.5), которые окончательно сливаются в небольшое количество полноценных планет (п.6).

И в итоге современного положения дел в астрофизике считается, что весь эволюционный путь звезды, подобной нашему Солнцу, умещается в следующих этапах (рис.3): сперва есть газовое облако; затем оно преобразуется в протозвезду с протопланетным облаком вокруг него; далее звезда малой массы, сжимается в жёлтый карлик, как наше нынешнее Солнце; затем после выгорания водорода и начала реакций гелия раздувается в красный гигант (или, при большей массе, взрывается новой или сверхновой звездой); а когда выгорит и весь гелий звезда превращается в планетарную туманность, которая разлетается в стороны, и на её месте остаётся лишь постепенно угасающий белый карлик.

Темой моей работы исходно является именно рассмотрение первого этапа эволюции Солнца и других звёзд – от туманности, через протозвезду к звезде современного состояния. Но следствием работы является и изменение дальнейшей возможной эволюции Солнца – возможная отмена стадии красного гиганта, и, после его взрыва, стадии планетарной туманности.

Исходное состояние – плывёт в космическом пространстве некое газовое облако (рис.1 п.1), в основном состоящее из водорода с гелием, и незначительным количеством не влияющих на физические процессы примесей. Это облако имеет настолько большую массу, что даже на его периферии, на расстоянии сотен или тысяч астрономических единиц, гравитационное притяжение начинает постепенно преодолевать силы внутреннего давления газа. А давление газа у нас считается по очень простой формуле: P*V=k*T, где P – давление препятствующее сжатию, V – объём облака, k – коэффициент показывающий количество вещества в облаке, с учётом постоянной Больцмана, и T- температура. Реальное облако, разумеется, в разных своих частях имеет разную плотность, температуру и давление, но для первичного рассмотрения возникающих проблем этим вполне можно пренебречь, взяв усреднённые значения.