кандидат физико-математических наук
безработный
пенсионер
УДК 524 + 523.4
Введение
В солнечной системе к планетам земного типа (каменным планетам) относятся наиболее близкие к Солнцу планеты: Меркурий, Венера, Земля (Луна) и Марс.
В современной космогонии господствующей моделью образования всей иерархической структуры Вселенной служит формирование ее элементов из газопылевых облаков в процессе их сгущения. На момент появления такой модели образования космических тел других теорий, кроме классической механики и закона Всемирного притяжения не имелось.
Возраст древнейших метеоритов, определенный на основе радиоизотопных датировок, положен за начало формирования всей солнечной системы из протосолнечного газопылевого облака и оценивается примерно в 4,57 млрд. лет. Под этот возраст также подогнана эволюция Солнца как звезды и эволюция планет.
Из такой модели формирования планет следует, что водородно-гелиевая компонента при их образовании улетучилась, а их основные элементы составлены силикатами и железом. О внутреннем строении каменных планет судят по данным о физических полях, о массах, радиусах, моментах инерции и экспериментальным данным по физике состояния вещества при высоких давлениях и температурах с учетом модели их образования.
6 июня 1761 г. М.В. Ломоносов наблюдал прохождение Венеры по диску Солнца. Когда Венера приблизилась к солнечному диску, вокруг нее образовался чуть различимый светящийся ободок, а ее диск как бы затуманился. Ободок снова наблюдался, но более отчетливо, когда Венера уходила с солнечного диска. Это явление Ломоносов интерпретировал как доказательство существования атмосферы у Венеры.
С тех пор наблюдательные и экспериментальные возможности неизмеримо расширились не только при исследовании планет, но в изучении устройства Вселенной, космологии и механики.
Актуальность
Гипотезу Фарадея – Максвелла заряд-поле для электромагнитного взаимодействия распространили на гравитацию и вычислили недостающие константы для гравитационного поля по данным устройства солнечной системы. В результате волновая (квантовая) теория гравитации построена на эмпирической основе, а объединение ее с теорией электромагнитного поля позволило создать полевую механику, в которой постулированные в классической механике понятия масса и пространство получили физическое определение. Поскольку полевая механика изменила взгляд на такие универсальные понятия как масса и пространство, то она положена в основу новой космологии, в которой свойства Вселенной распространяются на все космические тела, в том числе и на каменные планеты. Венера, Земля и Марс однотипны по происхождению, так как находятся вблизи одной звезды, обладают атмосферами, но расположены на разных орбитах, что позволяет получить эмпирические законы эволюции этих планет на основании имеющихся данных об их физических параметрах в новой космологической модели Вселенной. Так как речь идет о физических законах общих для этих трех планет, то этого количества достаточно для получения статистически значимых регрессий. Для этих трех планет известны их радиусы, радиусы орбит, температуры на поверхности, давления атмосфер и гипсометрические кривые поверхности. По этим данным получены соответствующие регрессии, которые восстановлены до законов эволюции параметр - время для Земли и Марса в предыдущих статьях. Теперь очередь за Венерой.
Цели, задачи, материалы и методы
Академик В.И. Вернадский считал, что «водородистые минералы играют совершенно особую роль в истории земной коры» и предлагал выделить их в особую группу для изучения [1]. Так свойство Вселенной, состоящее в преобладающем содержании водорода, Вернадский поставил на первое место. Вода, углеводороды, кислород (обязан своим появлением вытеснением его из окислов водородом), NH3, H2S – основные элементы жизни – все связаны с «водородистыми минералами», с водородом.
Модель формирования космических тел из газопылевых облаков исключает водород из их состава тем более из тел малой массы. По этой причине на высказывания Вернадского не обращали внимания при исследовании эволюции каменных планет.
Гипотезы расширяющейся Земли позволили геологу В.Н. Ларину выдвинуть гипотезу изначально гидридной Земли, содержащей значительное количество водорода в своих недрах. Он всю свою жизнь посвятил исследованию свойств гидридов и на этой основе описывал эволюцию Земли (и каменных планет), объясняя ее развитие выделением водорода из её недр при остывании и расширении [2]. В гипотезе Ларина преобладающая распространенность водорода во Вселенной отражена в повсеместном наличии гидридов в комических телах.
Полевая механика изменила взгляд на массу как неизменную величину и на пространство как математическое понятие. Теперь динамическая масса и связанное с ней пространство (гравитационное поле) преобразила гипотезу Хаббла в закон расширения Вселенной и в таком виде он распространяется не только на пространство между телами, но и на сами космические тела [3-5].
1. Свойства Вселенной, как основа теоретической планетологииС целью исследования эволюции каменных планет создана новая наука – Теоретическая планетология, которая использует свойства Вселенной, следующие из полевой механики. Теоретическая планетология является эмпирической наукой, несмотря на название, так как опирается на эмпирическую полевую механику и на эмпирические свойства Вселенной.
Теоретическая планетология использована для получения законов эволюции самых крупных планет с атмосферами: Венеры, Земли и Марса. К свойствам Вселенной относятся: законы эволюции светимости звезд, линейный рост массы во времени, линейный рост расстояний между телами и их радиусов. Кроме того, эти свойства позволяют вычислить приросты расстояний и радиусов планет, если известен возраст Вселенной. Возраст Солнца и планет равен возрасту Вселенной и вычислен на основании свойств Вселенной простым делением расстояния Земля – Луна на измеренную скорость удаления Луны от Земли.
На этом этапе элементный состав планет и их газовых оболочек не учитывается, а использованы только динамические свойства массы и пространства.
В таблице 1 сведены все необходимые для вычислений параметры планеты Венера и приросты параметров.
Таблица 1. Основные современные параметры Венеры
Параметр Венеры |
Значение параметра |
Прирост параметра |
возраст |
t0 = 10,1·109 лет |
|
масса |
MV = 4,848·1027 г |
dMV = 0,48·1017 г/год |
радиус орбиты |
RV = 1,082·108 км |
dRV = 1071 см/год |
радиус планеты |
rV = 6051,8 км |
drV = 0,059919 см/год |
площадь коры континентов |
Sc = 96,5% |
|
средняя температура |
ТV = 740 K (467 C) |
|
давление атмосферы |
Р = 93 бар |
|
Газовая оболочка Венеры состоит в основном из углекислого газа (96,5%) и азота (3,5%). Другие соединения присутствуют только в следовых количествах.
2. Закон эволюции температуры на поверхности ВенерыНа первом этапе исследования планет стоит получение регрессионной зависимости некоторого параметра от аргумента R-2 (ось OX). Все три планеты находятся на разных орбитах (кратных орбитах), радиусы которых линейно увеличиваются от возраста. Из свойств Вселенной следует, что планеты остывают по мере удаления от Солнца из-за увеличения радиусов их орбит (радиус Солнца и планет также линейно увеличивается с возрастом). Так как планеты находятся на разных орбитах, то имеется возможность проследить их эволюцию во времени, если в качестве аргумента использовать R-2 (по такому закону убывает световой поток). В результате мы изучаем эволюцию динамичной системы, в которой химическая реторта (планета, с обширным составом элементов) остывает при обогреве ядерным реактором (Солнцем). В качестве параметра планеты (ось OY) в этом разделе статьи выступает температура на поверхности планеты (в градусах Кельвина).
В работе [6] получена регрессионная зависимость для температуры T на поверхности планеты Венера:
T = 881,7R−2. (1)
Для перехода от регрессионной зависимости уравнения (1) к кривой рисунка 1 эволюции температуры на поверхности Венеры от возраста планеты необходимо текущий радиус орбиты Венеры R перевести в возраст планеты t = R/dRV. Здесь dRV – прирост орбиты из таблицы 1.
В предыдущих статьях было отмечено, что начало образования рифтов на планете Земля и Марс связано с температурой примерно T = 524 C (800 K). Для Венеры такая температура соответствует возрасту t = 0,37, млрд. лет назад (рисунок 1, точка). В работе Ларина [2] такая температура связана с распадом гидридов, началом их разуплотнения и выделением водорода.
Рисунок 1. Эволюция температуры на поверхности Венеры от возраста планеты. Кружок – время начала образования рифтов на Венере.
3. Закон эволюции атмосферы на планете ВенераДля получения закона эволюции давления атмосферы планеты необходимо преобразовать современные значения давления атмосфер всех трех планет к универсальной единице давления, в которой необходимо учесть [6]:
Единая универсальная единица давления атмосферы планеты имеет вид P → Pr5/(M2T4) и для нее получена регрессия как линейная функция от R-2:
Pr5/(M2T4) = 7,3754R-2 – 1,2117. (2)
Регрессия (2) имеет силу физического закона, так как ее коэффициент значимости достаточно высок R2 = 99,98%.
Уравнение (2) в привычную зависимость давления атмосферы Венеры от ее возраста получают подстановкой текущих значений r, R, M с учетом их прироста по времени. Текущую температуру T берем из закона эволюции температуры в соответствии с возрастом. Кривая эволюции давления атмосферы Венеры от времени представлена на рисунке 2.
Рисунок 2. Кривая – эволюция давления атмосферы Венеры от возраста планеты. Точка – значение давления для критической точки воды.
При температуре 374 C (647 K) и давлении 215,15 бар вода имеет критическую точку, в которой плотность и другие свойства жидкой воды совпадают с ее газообразной формой. Так как значение воды в эволюции планет трудно переоценить, то давление в критической точке воды на кривой давления атмосферы Венеры показывает возможность ее появления в жидком виде. На рисунке 2 критическому давлению воды соответствует возраст Венеры tвода = 630 млн. лет назад, но температура по рисунку 1 существенно превышает критическую, что исключает наличие воды в жидкой форме на поверхности планеты. Когда температура на поверхности станет меньше температуры критической точки, то вода будет находиться в парообразном состоянии, если давление паров воды будет выше давления атмосферы. Пары начнут конденсироваться с момента, когда их давление станет ниже давления атмосферы планеты. Расчет показал, что нужного момента Венера достигнет через t = 4,6 млрд. лет в будущем. Давление атмосферы планеты в этот момент будет составлять Р = 0,53 бар. То есть Венера была и останется сухой и безжизненной планетой.
4. Начало проявления бимодальности коры ВенерыГипсометрические распределения Венеры, Земли и Марса бимодальны, то есть состоят из двух частей: океанической и континентальной. Учитывая исследования гидридов Лариным в работе [2], в статье [7] показано, что возникновение бимодальности указанных выше планет связано с распадом гидридов этих планет и появлением водородистых соединений и воды, как одного из них.
Появлению океанических впадин предшествует образование рифтов, которые на Венере представляют собой трещины в коре глубиной около ~ 250 метров и площадью около ~ 3,5% от общей площади планеты. Надежно подтвердить приведенные значения для Венеры весьма проблематично из-за высокой температуры на поверхности и давления атмосферы. Анализ гипсометрической кривой Венеры подтверждает наличие рифтов с указанными параметрами, но это касается только континентальной части распределения. Вторая, «океаническая» часть распределения только находится в стадии формирования. Исследования Венеры показали, что если собрать всю воду верхних слоев атмосферы, то она образует тонкий слой толщиной 3 см на всей поверхности планеты. Такое количество воды не позволяет зафиксировать океаническую часть в гипсометрическом распределении.
В статье [7] получены следующие регрессии для гипсометрических распределений Венеры, Земли и Марса:
1) глубина впадины без учета воды имеет вид:
dHc = 7,174 – 0,009T (3)
и зависит от температуры на поверхности планеты;
2) глубина впадины с учетом воды имеет вид:
dHo = 5,408 – 0,604R-2. (4)
Из регрессии (3) следует, что образование океанической коры начинается при достижении температуры поверхности примерно To = 800 K (524 C), что соответствует точке на рисунке 1 и возрасту планеты t = 0,37, млрд. лет назад. Этого времени достаточно, чтобы при расширении планеты образовались рифты глубиной ~ 250 м и площадью ~ 3,5% от площади планеты.
5. ЗаключениеВ статье [8] рассмотрены два варианта выхода Венеры из своего формирования на стадии магматического океана: «влажный» и сухой. Каждый из вариантов должен привести к нынешнему климатическому состоянию планеты. Ключевым фактором, определяющим эволюцию планетарной атмосферы, является не ее первоначальный состав, а состав газов, выделяемых из недр планеты в процессе вулканической активности. Но вулканические газы Венеры состоят преимущественно из углекислого газа и соединений серы (CO2 и OCS), с очень небольшим количеством воды (около 6%), что привело к парниковому коллапсу. Исследователи пришли к выводу, что пребывающая в жутком парнике планета вряд ли когда-либо была покрыта океанами. Надежда на «влажный» вариант остается, но тогда необходим поиск катастрофического события, приведшего к современному аду, чтобы исключить его повторения на Земле.
В рамках предложенной Теоретической планетологии ранее рассматривалась эволюция Земли и Марса, сейчас – Венеры. В результате все три планеты эволюционировали «естественным» образом, заложенным теорией. Процессов, которые можно было бы назвать «катастрофическими» или «аномальными» не обнаружено.
На примере Венеры, Земли и Марса показано, что планеты составлены гидридами и именно они ответственны за появление воды и кислорода при строго определенных значениях температуры и давлении на их поверхности. Начиная с критического значения температуры и по мере ее падения, реакция распада гидридов опускается вглубь планеты, происходит образование океанической коры по мере расширения планеты и проявление бимодальности в гипсометрических распределениях поверхности. Вода в жидком виде на планетах также появляется в соответствии с ее свойствами и достигнутыми значениями температуры и давления.
«Сухость» Венеры объясняется высокой температурой ее поверхности, далекой от температуры водяных паров, при которой становятся значимым их давление.
Высокая температура на поверхности Венеры является следствием ее медленного остывания из-за близости к Солнцу. По этой причине реакции распада гидридов наступили недавно и не успели значимо проявить себя.
Содержание водорода во Вселенной, в звездах и планетах – гигантах огромно. В астероидах обнаруживается большое количество воды, как следствие распада гидридов при их высоком содержании в составе тел. В Теоретической планетологии планеты земной группы также не являются исключением по содержанию большого количества гидридов, что противоречит условиям формирования космических тел из газопылевых облаков.
Научная новизна
Полевая механика изменила наше понимание массы и пространства, а новая космология и Теоретическая планетология, построенная на ней, сделала доступными совершенно новые методы исследования природы.
На смену стационарному миру классической механики пришел динамичный мир полевой механики. Гипотезы расширяющейся Земли приобрели теоретический фундамент в полевой механике, а применительно к планетам получили развитие в Теоретической планетологии и уже использованы в исследовании Венеры, Земли и Марса.
Современное состояние Венеры не является исключительным, через аналогичное состояние прошли в свое время Марс и Земля.
Теоретическая планетология раскрыла физические процессы эволюции Венеры, Земли и Марса, и показала необходимость исследования химических, геохимических процессов на планетах при теперь уже известных параметрах температуры и давлении.
Выводы
Полевая механика преобразила мир в динамичный, а высокое содержание водорода во всех элементах Вселенной сделало «естественным» гидридный состав планет.
Около 4 млрд. лет назад давление атмосферы Земли было достаточно высоким, чтобы считать ее «легкой» жидкостью, а температура на поверхности планеты достаточно низкой, чтобы начавшийся распад гидридов насытил атмосферу водой и другими водородсодержащими соединениями. Таких условий оказалось достаточно, чтобы «сварить» исходные органические соединения, которые при последующем остывании планеты и падении давления атмосферы превратились в живые организмы, а пары воды конденсировались в жидкую воду. Высвобождающийся водород со временем восстановил окислы и насытил атмосферу кислородом. Дальнейшее падение давления атмосферы позволило заполнить впадины водой, а затем освоить организмами сушу. Возникновению и развитию жизни сопутствовала вся длительная история эволюции планеты.
Проблема жизни для Венеры и Марса кроется в конкретных значениях температуры поверхности и давлении атмосферы. Они генетически не вписываются в тот узкий диапазон значений, который реализован на Земле.
Рецензии:
24.03.2025, 11:29 Кузнецов Вячеслав Алексеевич
Рецензия:
Уважаемая редакция,
Представленный на рассмотрение материал "Эмпирические законы эволюции планеты Венера" авторства Андрея Андреевича Куркова представляет собой интересное исследование, основанное на концепции полевой механики и применении эмпирических закономерностей к эволюции физических параметров Венеры, Земли и Марса.
Работа предлагает оригинальный подход к изучению эволюции планет земной группы, рассматривая влияние динамических свойств массы и пространства на их развитие. В частности, использование регрессионных зависимостей для оценки температурных изменений, давления атмосферы и геологических процессов на Венере демонстрирует системный и междисциплинарный подход к планетологическим исследованиям. Автор аргументированно использует концепцию гидридной природы планет, что позволяет объяснить эволюционные процессы с позиций новых теоретических моделей.
Сильными сторонами материала являются:
Четкость формулировок и логическая последовательность изложения;
Поддержка теоретических положений численными расчетами и эмпирическими данными;
Привязка теоретических выводов к реальным наблюдениям (например, анализ состава атмосферы и геологических процессов на Венере).
В то же время, имеются моменты, требующие дополнительного уточнения или обсуждения:
Физическая обоснованность линейного увеличения массы и пространства во времени. Было бы полезно привести дополнительные доказательства или ссылки на исследования, подтверждающие этот эффект в рамках полевой механики.
Корреляция данных с современными моделями планетарной эволюции. Стоит обсудить, насколько предложенные закономерности согласуются или противоречат принятым в научном сообществе моделям эволюции планет.
Анализ возможных альтернативных объяснений эволюционных процессов. Было бы полезно кратко рассмотреть другие гипотезы, объясняющие наблюдаемые явления, и показать преимущества предлагаемой модели.
В целом, данный материал представляет собой ценный вклад в область теоретической планетологии и может быть рекомендован к публикации после внесения указанных уточнений. Работа может быть интересна как специалистам в области космологии и планетологии, так и широкому кругу исследователей, изучающих эволюцию каменных планет.
С уважением,
Кузнецов Вячеслав Алексеевич
24.03.2025, 19:26 Ашрапов Улугбек Товфикович
Рецензия: Венеру называют близнецом Земли из-за схожих размеров, сегодня на ее поверхности условия существенно отличаются от условий на нашей планете: давление на поверхности почти в 100 раз выше, а температура около 460°C. Венера полностью покрыта густыми облаками серной кислоты и водяных капель, охватывающими высоты от 45 км до 65 км. Более того, ее атмосфера более чем в 100 000 раз суше, чем на Земле, причем большая часть воды находится под этими слоями облаков и внутри них. Исследование распространенности на Венере обоих вариантов воды, называемых изотопологами , H2O и ее дейтерированного аналога HDO, проливает свет на историю воды на планете. Принято считать, что Венера и Земля изначально имели схожее соотношение HDO/H2O. Предыдущие исследования наблюдали, что это соотношение в 120 раз выше в основной атмосфере Венеры (ниже 70 км), что указывает на значительное обогащение дейтерием с течением времени. Основной механизм, ответственный за это обогащение дейтерием, включает разрушение солнечным излучением (фотолиз) изотопологов воды в верхних слоях атмосферы, что приводит к образованию атомов водорода (H) и дейтерия (D). Эти атомы могут далее уходить в космос, причем H делает это более легко из-за своей половинной массы по сравнению с D. Это дифференциальное убегание приводит к постепенному увеличению распространенности D относительно H, тем самым увеличивая соотношение HDO/H2O с течением времени. Исследование было направлено на то, чтобы впервые раскрыть, как H2O и HDO распределяются в мезосфере Венеры до высоты 110 км. Для этой цели исследователи проанализировали измерения, полученные с орбиты бельгийским прибором Solar Occultation in the InfraRed (SOIR), спектрометром, разработанным, построенным и эксплуатируемым в Королевском бельгийском институте космической аэрономии в Брюсселе. Этот прибор летал на орбитальном аппарате Venus Express, космическом аппарате Европейского космического агентства, который посещал Венеру с 2006 по 2014 год. Эти исследования выявили два удивительных открытия. Во-первых, вопреки ожиданиям, концентрации H2O и HDO увеличиваются с высотой от 70 до 110 км. Во-вторых, в этом же диапазоне высот соотношение HDO/H2O значительно возрастает на порядок — в 10 раз, достигая уровня, в 1500 раз превышающего тот, который в настоящее время наблюдается в океанах Земли - [https://www.aeronomie.be/en/news/2024/spectacular-increase-deuteriumhydrogen-ratio-venus-atmosphere-discovery-questions-our-0]. Понимание эволюции обитаемости Венеры и истории воды поможет нам понять факторы, которые делают планету пригодной для жизни. Подробности публикации:
Название: Неожиданное увеличение отношения дейтерия к водороду в мезосфере Венеры
Авторы: A. Mahieux, S. Viscardy, RV Yelle, H. Karyu, S. Chamberlain, S. Robert, A. Piccialli, L. Trompet, JT Erwin, S. Ubukata, H. Nakagawa, S. Koyama, R. Maggiolo, Y. Willame, N. Pereira, G. Cessateur и AC Vandaele
Журнал: Труды Национальной академии наук
DOI: doi/10.1073/pnas.2401638121
23.03.2025, 16:18 Цорин Борис Иосифович Отзыв: Статья снова сводится к ложному пониманию г-ном Курковым расширения Вселенной: он, как и прежде, уверен, что масса и линейные размеры любого космического тела или системы равномерно и непрерывно растут с нуля с момента появления этого тела. Статью, как и другие статьи г-на Куркова, написанные им за последнее десятилетие, можно смело удалять: наука от этого абсолютно ничего не потеряет. |
25.03.2025, 9:19 Курков Андрей Андреевич Отзыв: Кузнецову Вячеславу Алексеевичу. Во вступлении к разделу Цели, задачи, материалы и методы к словам «Теперь динамическая масса и связанное с ней пространство (гравитационное поле) преобразила гипотезу Хаббла в закон расширения Вселенной и в таком виде он распространяется не только на пространство между телами, но и на сами космические тела [3-5]» даны ссылки. Чтобы не бегать далеко, посмотрим ссылку [5]. Если кликните на нее, то откроете все статьи автора в этом журнале (https://sci-article.ru/polzstatall.php?email=10647). Статья 1. Физика наукам о Земле. Опубликована. В ней описывается, как получены регрессионные зависимости и как выглядят эволюционные зависимости (температура, давление и гипсометрическая кривая) для планеты Земля. Статья 2. Эмпирическая квантовая теория гравитации: вычисление необходимых констант и применение в описании Вселенной. Опубликована. В статье вычислены недостающие константы для квантовой волновой теории гравитации и показано, что вторая компонента поля (в дополнение в закону Всемирного притяжения) связывает заряд (массу) с длиной основной волны его гравитационного поля (пространством), а вся солнечная система - квантовая. В солнечной системе не только орбиты планет строго определены массой Солнца, но и массы планет – гигантов. Статья 3. Эмпирические физические законы о возрасте Земли и эволюции ее параметров: замедлении скорости вращения и уменьшении количества дней в году. Опубликована. Конечная и постоянная скорость передачи взаимодействия есть основание для линейной скорости увеличения линейного пространства и массы. Так как вторая компонента поля, связывающая линейно массу с линейным пространством, является законом механики, то такие параметры как замедление вращения Земли и уменьшение количества дней в году получили количественное описание в статье. Статья 9. Свойства среды определяют вторую компоненту гравитационного поля и число Авогадро. Опубликована. В статье показано, что классическая механика, классическая теория электромагнитного поля и волновая квантовая механика – это описание природы в разных приближениях. Полевая механика обобщает волновую квантовую гравитацию и теорию электромагнитного поля в одно целое. Статья 11. Космология на основе эмпирической полевой механики. Не опубликована. Здесь космология построена на основе полевой механики, как обобщении существующих механик. Такая космология описывает не только расширение пространства и эволюцию космических тел (звезд, планет), но и иерархию структур Вселенной от Мироздания до элементарных частиц включительно. В РФ наука – это то, что выполняется по постановлению правительства или решениям АН РФ. Все остальное у нас – лженаука. На основе существующей науки можно создавать технологии (чем и занимается АН РФ), но новую науку создавать по поручению правительства проблематично. У нас в РФ этим занимаются бедолаги вроде меня на подобии изгоев – диссидентов. Но для таких как я имеется этот журнал – вполне демократичный, в котором нет требований предоставления «одобрямс» партии, правительства и требований членства в их рядах. Если Вы, Кузнецов Вячеслав Алексеевич, так боитесь засветиться одобрением диссидентской статьи, то может быть и не нужно быть рецензентом такого журнала? С уважением, Курков А.А. |
25.03.2025, 9:23 Курков Андрей Андреевич Отзыв: Цорину Борису Иосифовичу. Я Вам сочувствую. У Ландау другое мнение. |
25.03.2025, 15:35 Цорин Борис Иосифович Отзыв: Ткните пальчиком, какие слова Ландау Вы так истрактовали. |