Полезное знание под угрозой удаления из Википедии или другого сайта?
Сохраните его на Викизнании или Вавилон-wiki!

Звёздные постоянные

→ 
Материал из Викизнание
Перейти к: навигация, поиск

Звёздные постоянные характеризуют звёздный уровень материи, описывая типичные физические величины, присущие звёздам и планетным системам звёзд. В ряде случаев звёздные постоянные являются естественными единицами, в которых могут измеряться физические величины на уровне звёзд. Значительная часть звёздных постоянных была введена Сергеем Федосиным в 1999 г. [1]

Постоянные для систем со звёздами главной последовательности[править]

Согласно подобию уровней материи и SPФ-симметрии, между соответствующими объектами и явлениями можно установить соотношения подобия и предсказывать характеризующие их физические величины. Это позволяет связать между собой различные уровни материи в рамках теории бесконечной вложенности материи.

На уровне звёзд используются следующие коэффициенты подобия между атомами и звёздами главной последовательности:

  1. Коэффициент подобия по массе: ~\Phi =6,654\cdot 10^{{55}}.
  2. Коэффициент подобия по скоростям: ~S=S_{0}{\frac  {A}{Z}}, где ~S_{0}={\frac  {C_{s}}{c}}=7,34\cdot 10^{{-4}} есть коэффициент подобия по скоростям для водородной системы, ~C_{s} – характерная скорость частиц вещества в звезде главной последовательности с минимальной массой ~M_{{sp}}, ~cскорость света, как характерная скорость вещества в протоне, ~A и ~Z – массовое и зарядовое числа звезды, находимые из соответствия между звёздами и химическими элементами (подробнее об этом в статье дискретность параметров звёзд).
  3. Коэффициент подобия по размерам: ~P=P_{0}{\frac  {Z}{A}}, где ~P_{0}=5,437\cdot 10^{{22}}.
  4. Коэффициент подобия по времени: ~\Pi ={\frac  {P}{S}}=\Pi _{0}{\frac  {Z^{2}}{A^{2}}}, где ~\Pi _{0}={\frac  {P_{0}}{S_{0}}}=7,41\cdot 10^{{25}}.


При определении звёздных постоянных обычно используются постоянные для уровня атомов и элементарных частиц, которые умножаются на коэффициенты подобия согласно размерности физических величин. Некоторые звёздные постоянные могут также вычисляться через другие звёздные постоянные.

Постоянные водородной системы[править]

Звёздная водородная система состоит из звезды–аналога протона, и планеты-аналога электрона. Постоянные, описывающие эти объекты и их взаимодействие, равны:

  1. Минимальная масса звезды главной последовательности ~M_{{sp}}=M_{p}\Phi =0,056M_{c}=1,11\cdot 10^{{29}} кг, где ~M_{p} – масса протона, ~M_{c} – масса Солнца.
  2. Масса планеты, являющейся аналогом электрона: ~M_{{\Pi }}=M_{e}\Phi =6,06\cdot 10^{{25}} кг или 10,1 масс Земли, где ~M_{e} – масса электрона.
  3. Звёздная скорость ~C_{s}=220 км/с как характерная скорость частиц вещества в звезде главной последовательности с минимальной массой.
  4. Звёздная постоянная Дирака для планетных систем звёзд главной последовательности: ~\hbar _{s}=\hbar \Phi SP=\hbar \Phi S_{0}P_{0}=2,8\cdot 10^{{41}} Дж∙с, где ~\hbar постоянная Дирака.
  5. Звёздный радиус Бора в звёздной водородной системе: ~R_{F}={\frac  {\hbar _{s}^{2}}{GM_{{sp}}M_{{\Pi }}^{2}}}=2,88\cdot 10^{{12}} м = 19,25 а.е., где ~G – гравитационная постоянная.
  6. Орбитальная скорость планеты-аналога электрона на звёздном радиусе Бора в звёздной водородной системе: ~V_{{\Pi }}={\frac  {GM_{{sp}}M_{{\Pi }}}{\hbar _{s}}}=1,6 км/с.
  7. Звёздная постоянная тонкой структуры ~\alpha _{s}={\frac  {V_{{\Pi }}}{C_{s}}}={\frac  {GM_{{sp}}M_{{\Pi }}}{\hbar _{s}C_{s}}}=0,007297.

В звёздной водородной системе равновесие сил, действующих на планету, и условие для орбитального момента импульса имеют вид:

~{\frac  {GM_{{sp}}M_{{\Pi }}}{R^{2}}}={\frac  {M_{{\Pi }}V^{2}}{R}},
~M_{{\Pi }}VR=n\hbar _{s},

откуда следует, что:

~V={\frac  {GM_{{sp}}M_{{\Pi }}}{n\hbar _{s}}},
~R={\frac  {n^{2}\hbar _{s}^{2}}{GM_{{sp}}M_{{\Pi }}^{2}}}.

При ~n=1 орбита планеты соответствует Боровскому радиусу в атоме водорода, а скорость и орбитальный радиус планеты становятся равными ~V_{{\Pi }} и ~R_{F}.

Другие постоянные[править]

  1. Ускорение свободного падения на поверхности звезды главной последовательности минимальной массы: ~g_{s}={\frac  {GM_{{sp}}}{R_{{sp}}^{2}}}=3,1\cdot 10^{3} м/с2, при радиусе звезды ~R_{{sp}}=0,07 радиуса Солнца.
  2. Звёздная постоянная Больцмана для планетных систем звёзд главной последовательности: ~K_{s}=AK_{{ps}}, где ~A массовое число звезды, ~K_{{ps}}=1,18\cdot 10^{{33}} Дж/К.
  3. Звёздный моль определяется как количество вещества, состоящего из звёзд, число которых равно ~N_{A}=6,022\cdot 10^{{23}} (звёздный моль)–1, где численно ~N_{A} есть число Авогадро.
  4. Звёздная газовая постоянная для газа из звёзд: ~R_{{st}}=K_{s}N_{A}=AK_{{ps}}N_{A}=AR_{{pst}}, где ~R_{{pst}}=K_{{ps}}N_{A}=7,1\cdot 10^{{56}} Дж/(К∙звёздный моль) – звёздная газовая постоянная для звёзд главной последовательности минимальной массы.
  5. Гиромагнитное отношение для объекта-аналога электрона: ~{\frac  {e}{M_{e}}}{\frac  {P_{0}^{{0,5}}S_{0}}{\Phi ^{{0,5}}}}=3,69\cdot 10^{{-9}} Кл/кг (или рад/(Тл∙с) ), где ~eэлементарный заряд.
  6. Гиромагнитное отношение для звёздного объекта-аналога атомного ядра: ~{\frac  {e}{M_{p}}}{\frac  {P_{0}^{{0,5}}S_{0}}{\Phi ^{{0,5}}}}=2,01\cdot 10^{{-12}} Кл/кг (или рад/(Тл∙с) ).
  7. Звёздная постоянная Стефана-Больцмана: ~\Sigma _{s}={\frac  {\sigma \Phi }{\Pi _{0}^{3}}}=9,3\cdot 10^{{-30}} Вт/(м2 ∙К4), где ~\sigma постоянная Стефана-Больцмана.
  8. Звёздная постоянная плотности излучения: ~A_{s}={\frac  {a\Phi S_{0}^{2}}{P_{0}^{3}}}=1,69\cdot 10^{{-34}} Дж/(м3∙К4), где ~a={\frac  {4\sigma }{c}} – постоянная плотности излучения.
  9. Абсолютная величина полной энергии звезды главной последовательности с минимальной массой в собственном гравитационном поле: ~E_{s}=M_{{sp}}C_{s}^{2}=5,4\cdot 10^{{39}} Дж.
Сводная зависимость «магнитный момент – спин» для планет, звезд и Галактики. [1]

По определению, гиромагнитное отношение (магнитомеханическое отношение) есть отношение дипольного магнитного момента объекта к его собственному моменту импульса. Для электрона значение спина как характерного момента импульса принимается равным ~{\frac  {\hbar }{2}}, а магнитный момент равен магнетону Бора:

~\mu _{B}={\frac  {e\hbar }{2M_{e}}}.

Мерой магнитного момента атомных ядер является ядерный магнетон:

~\mu _{N}={\frac  {e\hbar }{2M_{p}}}.

Отсюда следует, что гиромагнитное отношение для магнетона Бора и ядерного магнетона равно отношению заряда к соответствующей массе. Если на координатной плоскости с осями координат, равными магнитному моменту и собственному моменту импульса, прочертить прямые линии, соответствующие гиромагнитным отношениям для объекта-аналога электрона и для звёздного объекта-аналога атомного ядра, то оказывается, что магнитные моменты космических объектов от спутников планет до галактик попадают в пространство между этими прямыми линиями (смотри рисунок). [1]

Постоянные для систем с нейтронными звёздами[править]

Коэффициенты подобия между атомами и нейтронными звёздами: [2]

  1. Коэффициент подобия по массе: ~\Phi '=1,62\cdot 10^{{57}}.
  2. Коэффициент подобия по скоростям:~S'={\frac  {C'_{s}}{c}}=0,23, где ~C'_{s} – характерная скорость частиц вещества в типичной нейтронной звезде.
  3. Коэффициент подобия по размерам: ~P'=1,4\cdot 10^{{19}}.
  4. Коэффициент подобия по времени: ~\Pi '={\frac  {P'}{S'}}=6,1\cdot 10^{{19}}.

Водородная система с магнитаром[править]

Для вырожденных звёздных объектов звёздная водородная система состоит из магнитара – аналога протона, и диска (дискона) – аналога электрона. Данные объекты характеризуются следующими постоянными:

  1. Масса магнитара ~M_{{s}}=M_{p}\Phi '=1,35M_{c}=2,7\cdot 10^{{30}} кг.
  2. Масса дискона, являющегося аналогом электрона: ~M_{d}=M_{e}\Phi '=1,5\cdot 10^{{27}} кг или 250 масс Земли, или 0,78 массы Юпитера.
  3. Звёздная скорость ~C'_{s}=6,8\cdot 10^{{7}} м/с как характерная скорость частиц вещества в типичной нейтронной звезде.
  4. Звёздная постоянная Дирака для системы с магнитаром: ~\hbar '_{s}=\hbar \Phi 'P'S'=5,5\cdot 10^{{41}} Дж∙с.
  5. Звёздный радиус Бора в звёздной водородной системе: ~{R'}_{F}={\frac  {{\hbar '}_{s}^{2}}{GM_{s}M_{d}^{2}}}=7,4\cdot 10^{8} м.
  6. Орбитальная скорость вещества дискона на звёздном радиусе Бора в звёздной водородной системе: ~V_{d}={\frac  {GM_{{s}}M_{d}}{\hbar '_{s}}}=496 км/с.
  7. Звёздная постоянная тонкой структуры : ~\alpha _{s}={\frac  {V_{d}}{C'_{s}}}={\frac  {GM_{{s}}M_{d}}{\hbar '_{s}C'_{s}}}=0,007297.
  8. Звёздный заряд: Q_{s}=e(\Phi 'P')^{{0,5}}S'=5,5\cdot 10^{{18}} Кл.
  9. Мера магнитного момента для нейтронных звёзд (звёздный магнетон): ~\mu _{s}={\frac  {Q_{s}\hbar '_{s}}{2M_{s}}}=5,6\cdot 10^{{29}} Дж/Тл.
  10. Магнитный момент магнитара: P_{{ms}}=P_{{mp}}{\Phi '}^{{0,5}}{P'}^{{1,5}}{S'}^{2}=2,79\mu _{s}=1,6\cdot 10^{{30}} Дж/Тл, где ~P_{{mp}} – магнитный момент протона.
  11. Магнитный момент дискона – аналога электрона: P_{{md}}=P_{{me}}{\Phi '}^{{0,5}}{P'}^{{1,5}}{S'}^{2}={\frac  {Q_{s}\hbar '_{s}}{2M_{d}}}=1,03\cdot 10^{{33}} Дж/Тл, где ~P_{{me}} – магнитный момент электрона.
  12. Ускорение свободного падения на поверхности магнитара: ~g_{m}={\frac  {GM_{{s}}}{R_{{s}}^{2}}}=1,2\cdot 10^{{12}} м/с2, при радиусе звезды ~R_{{s}}=12 км.
  13. Абсолютная величина полной энергии магнитара в собственном гравитационном поле: ~E_{m}=M_{{s}}{C'}_{s}^{2}=1,2\cdot 10^{{46}} Дж.

Гравитационные постоянные[править]

На уровне звёзд действует обычная гравитация с гравитационной постоянной ~G=6,67428\cdot 10^{{-11}} м3 /(кг∙с2). В рамках гравитации Лесажа гравитационная постоянная связана с другими физическими величинами, характеризующими потоки гравитонов: [3] [4] [5]

  1. Сечение взаимодействия гравитонов с веществом: ~\sigma _{N}=7\cdot 10^{{-50}} м².
  2. Мощность потока энергии гравитонов через единичную площадку из единицы телесного угла: ~U=pcB_{0}={\frac  {cGM_{p}^{2}}{4\sigma _{N}^{2}}}=1\cdot 10^{{42}} Вт/(ср∙м2), где ~p – импульс гравитона, движущегося со скоростью света ~c, ~B_{0} – поток гравитонов, пересекающих в единицу времени перпендикулярную потоку единичную площадку из единичного телесного угла, ~M_{p} – масса нуклона.
  3. Максимальное гравитационное давление от гравитонов: ~P_{g}=4\pi pB_{0}=4\cdot 10^{{34}} Па, приблизительно равное плотности гравитационной энергии потоков гравитонов.

Предполагается, что за целостность объектов с размерами элементарных частиц отвечает сильная гравитация. Постоянная сильной гравитации равна ~\Gamma =1,514\cdot 10^{{29}} м3 /( кг∙с2). В гравитационной модели сильного взаимодействия сильная гравитация вместе с полями гравитационного кручения, возникающими при вращении и движении элементарных частиц, и с электромагнитными силами ответственна за сильное взаимодействие.

Безразмерные постоянные[править]

В водородной системе могут быть определены безразмерные постоянные, связанные с массой, размерами и скоростями: [1]

  1. Отношение массы протона к массе электрона: \beta ={\frac  {M_{p}}{M_{e}}}=1836,15.
  2. Отношение боровского радиуса к радиусу протона ~R_{p} : \delta ={\frac  {r_{B}}{R_{p}}}={\frac  {h^{2}}{4\pi ^{2}\Gamma M_{p}M_{e}^{2}R_{p}}}={\frac  {h^{2}\varepsilon _{0}}{\pi e^{2}M_{e}R_{p}}}=6,08\cdot 10^{4}\approx {\frac  {2M_{p}ch\varepsilon _{0}}{\pi e^{2}M_{e}}}, где используется приблизительное равенство для постоянной Планка ~h=2\pi \hbar \approx 2M_{p}cR_{p}.
  3. Отношение скорости электрона на первой боровской орбите к скорости света (постоянная тонкой структуры): \alpha ={\frac  {V_{e}}{c}}={\frac  {e^{2}}{2\varepsilon _{0}hc}}={\frac  {2\pi \Gamma M_{p}M_{e}}{hc}}={\frac  {1}{137,036}}=7,2973525376\cdot 10^{{-3}}.

Для данных коэффициентов получается соотношение:

~\beta =\pi \alpha \delta .

В водородной системе, включающей в себя звезду главной последовательности и планету (или магнитар и дискон вокруг него), после замены в формулах для безразмерных постоянных атомных величин на соответствующие звёздные величины, значения этих постоянных остаются теми же самыми, в результате вышеуказанное соотношение между безразмерными постоянными не меняется. В частности, для системы с магнитаром и дисконом получается:

  1. Отношение массы магнитара к массе дискона: \beta ={\frac  {M_{s}}{M_{d}}}=1836,15.
  2. Отношение звёздного радиуса Бора к радиусу магнитара: \delta ={\frac  {{R'}_{F}}{R_{s}}}={\frac  {{h'}_{s}^{2}}{4\pi ^{2}GM_{s}M_{d}^{2}R_{s}}}={\frac  {{h'}_{s}^{2}\varepsilon _{0}}{\pi Q_{s}^{2}M_{d}R_{s}}}=6,08\cdot 10^{4}\approx {\frac  {2M_{s}C'_{s}h'_{s}\varepsilon _{0}}{\pi Q_{s}^{2}M_{d}}}, где используется приблизительное равенство для звёздной постоянной Планка ~h'_{s}=2\pi \hbar '_{s}\approx 2M_{s}C'_{s}R_{s}.
  3. Отношение скорости вещества дискона на звёздном радиусе Бора к звёздной скорости (звёздная постоянная тонкой структуры): \alpha ={\frac  {V_{d}}{C'_{s}}}={\frac  {Q_{s}^{2}}{2\varepsilon _{0}h'_{s}C'_{s}}}={\frac  {2\pi GM_{s}M_{d}}{h'_{s}C'_{s}}}={\frac  {1}{137,036}}=7,2973525376\cdot 10^{{-3}}.

При этом ~\beta =\pi \alpha \delta .

Другим видом безразмерной постоянной является константа гравитационного взаимодействия, показывающая относительную силу взаимодействия двух магнитаров. Эта константа вычисляется как отношение гравитационной энергии взаимодействия двух магнитаров к энергии, связанной со звёздной постоянной Дирака ~\hbar '_{s} и со звёздной скоростью ~C'_{s} :

\alpha _{{mm}}={\frac  {\beta GM_{s}^{2}}{\hbar '_{s}C'_{s}}}=13{,}4\beta ,

где коэффициент \beta =0,26 для взаимодействия двух нейтронных звёзд как следствие экспоненциального затухания потока гравитонов в веществе согласно теории гравитации Лесажа, а для менее плотных тел \beta стремится к единице. [2]

Полученное значение безразмерной постоянной ~\alpha _{{mm}} имеет тот же порядок величины, что и константа взаимодействия для двух протонов в поле сильной гравитации, что вытекает из SPФ-симметрии и подобия уровней материи атомов и звёзд.

Ссылки[править]

1. Федосин С.Г. Физика и философия подобия от преонов до метагалактик, Пермь: Стиль-МГ, 1999, ISBN 5-8131-0012-1. 544 стр., Табл.66, Ил.93, Библ. 377 назв.

2. Комментарии к книге: Федосин С.Г. Физические теории и бесконечная вложенность материи. Пермь, 2009, 844 стр., Табл. 21, Ил.41, Библ. 289 назв. ISBN 978-5-9901951-1-0.

3. Федосин С.Г. Физические теории и бесконечная вложенность материи, Пермь, 2009, 844 стр., Табл. 21, Ил.41, Библ. 289 назв. ISBN 978-5-9901951-1-0.

4. Fedosin S.G. Model of Gravitational Interaction in the Concept of Gravitons. Journal of Vectorial Relativity, Vol. 4, No. 1, P.1–24 (2009); статья на русском языке: Модель гравитационного взаимодействия в концепции гравитонов.

5. Fedosin S.G. The graviton field as the source of mass and gravitational force in the modernized Le Sage’s model. Physical Science International Journal, ISSN: 2348-0130, Vol. 8, Issue 4, P. 1-18 (2015). http://dx.doi.org/10.9734/PSIJ/2015/22197; статья на русском языке: Поле гравитонов как источник гравитационной силы и массы в модернизированной модели Лесажа.

См. также[править]

Внешние ссылки[править]