Релаксация вещества внутреннего ядра уже произошла на Марсе и больших спутниках, о чем говорит отсутствие дипольного магнитного поля в настоящем времени и наличие его в прошлом. Этот процесс ещё происходит на Меркурии, Земле и других планетах. Отсутствие магнитного поля на Венере, где внутреннее ядро должно ещё сохраниться, может быть объяснено только тем, что она вращается очень медленно и её затравочное магнитное поле слишком мало для развития генерации.

Модель горячей Земли самосогласованна, в ней используются известные законы физики, она находит объяснение всем бесспорным наблюдательным фактам, позволяет прогнозировать явления, которые могут наблюдаться в будущем. Таким образом, модель горячей Земли удовлетворяет требованиям, предъявляемым теории».

Вихревая материя Декарта и звездные системы

В соответствии с моделью Р. Декарта, причиной возникновения Вселенной стала единственно устойчивая форма движения - вихревое движение. Подтверждением этому мы находим в результатах, полученных в самое последнее время [Кондратьев, 2003, с. 3436].

Динамика звездных систем – наука, базирующаяся на немногих фундаментальных принципах, предложенных еще Ньютоном, Джинсом и некоторыми другими исследователями. Наступления «широким фронтом» в звездной динамике никогда не проводилось, а попытка учета «всего» приводит к невероятной путанице и, как следствие - к потере физического смысла получаемых решений. Именно по этой причине в последнее время в динамике звездных систем и получило развитие нетрадиционное в наше время «вихревое» классическое наследие небесной механики и теории фигур равновесия, сформулированное П. Дирихле – Ю. Дедекиндом – Б. Риманом и развитое Б.П. Кондратьевым [Викулин, 2005].

Еще не так давно представление о гигантских звездных системах – эллиптических галактиках – основывалось на мнении, что их «сплюснутая» эллиптическая форма создается (как и для звезд и планет) их вращением. Здесь, вне всякого сомнения, сказались традиционные представления о связи между сплюснутостью и вращением в жидких и газовых конфигурациях с изотропным давлением. Источником таких представлений являлась классическая теория фигур равновесия, восходящая к Ньютону – его закону всемирного тяготения.

С развитием техники наблюдений выяснилось, что вращение большинства эллиптических галактик мало и не может объяснить величины их сжатия. Это несоответствие классической теории и стимулировало постановку для звездных систем задачи Дирихле в постановке Б.П. Кондратьева:

Законы динамики с линейным по координатам полем скоростей усредненных движений частиц допускают такое движение рассматриваемой конфигурации из звезд (частиц), при котором в любой момент времени эта конфигурация остается однородным эллипсоидом.

Известно, что такая классическая задача Дирихле для вращающейся гравитирующей жидкости имеет вихревые решения Римана [Викулин, 2005; Кондратьев, 2003]. Естественно ожидать, что и «газовые» гравитирующие системы, состоящие из звезд (частиц), также допускают «вихревые» решения, которые, с одной стороны, определяют устойчивую (эллиптическую) форму галактики и, тем самым, являются «источниками» новых «вихревых» космогонических моделей, с другой - возвращают нас к «истокам» - к гипотезе древних мыслителей о вихревых атомах и модели вихревой материи Декарта ([Викулин, 2007]; см. также главу 15).

33

Модель образования Солнечной системы из эндо-галактического вихря

[Трунаев, 2000, 2006]

В последние годы предложена новая качественная концепция образования Солнечной системы, в основе которой заложены следующие достаточно общие предположения:

-все тела образовались и развивались по единым законам,

-единый «внутренний» механизм развития системы осуществляется посредством спирально-вращательного и вращательно-винтового движений.

Согласно представлениям модели, на первой стадии развития все вещество из объемного облака «стягивается» в достаточно тонкий вихревой диск. При этом к концу допланетной фазы развития в центральной части вихря концентрируется 99% массы протооблака. Остальная часть вещества вихря, сосредоточенная в двух равновеликих спиральных рукавах, продолжает упорядоченное спирально-вращательное движение по траекториям, отвечающим логарифмической спирали, уравнение которой в полярных

координатах ( ρ,ϕ )	имеет вид: ρ = aekϕ , где параметры спирали взаимосвязаны
следующим образом	k = ln a = ctgα , α - постоянный угол, под которым радиус-вектор

пересекает спираль.

Полагается, что когда величина скорости обращения частиц в вихре достигает критического значения в результате равенства центробежной («собственной» вращательно-винтовой) и гравитационной (по спирали к центру) сил, вихрь «разрывается». Физически точка «разрыва» в рамках описанной модели определяет некое «критическое» расстояние от центра вихря (Солнца) - радиус траектории образовавшейся в момент «разрыва» спирального вихря планеты. Полагая, что «разрывы» вихря образуются через строго определенное значение угла ∆ϕ = π / 2 или ∆ϕ = π / 4 , с

точностью около 3% автором получается известный (1.1) закон Тициуса-Боде [Трунаев, 2000, с. 8-18; 2006, с. 48-65, 182-183].

Проведенный автором модели анализ геологических данных позволил ему сделать вывод, что «либо наша Земля в своем развитии «не подчинялась» основным физическим законам, либо … виноватыми окажутся все ныне существующие космогонические модели и все, связанные с ними научные представления, под которые ныне стараются упорно «подогнать» факты геологического порядка» [Трунаев, 2006, с. 105-106].

Как видим, на качественном уровне автору удалось с помощью привлечения «вихревых» представлений совместить две главных наблюдаемых особенности Солнечной системы, ранее никак не совмещаемые в рамках одной модели: Солнце является центром масс системы, а его момент количества движения сосредоточен в планетах.

Следует отметить, что автор «эндо-галактической» модели явно тяготеет к «вихревым» взглядам Р. Декарта, который, первым ввел в науку логарифмическую спираль [Математический, 1988, с. 328], возникшую в его воображении, по-видимому, как некий математический образ вихревого устройства окружающего нас мира (см. главу 15; [Викулин, 2007]). Близкие, по сути, представления о вихрях разного уровня развивались и Н.А. Шило [1982].

Геосолитоны как функциональная система Земли

[Бембель, Мегеря, Бембель, 2003]

Еще дальше пошли авторы геосолитонной концепции Земли [Бембель, Мегеря, Бембель, 2003]. Они обратили внимание на высокую стабильность работы механизма авторегулирования угловой скорости вращения Земли - отклонения не превышают

10−9 (= 240,0013600) ! (Здесь знаменатель равен продолжительности дня, числитель – его

34

«нестабильность» в секундах). И выдвинули гипотезу о том, что именно геосолитонный механизм обеспечивает такую высокую стабильность и, следовательно, устойчивое существование и эволюцию нашей планеты. Геосолитоны, таким образом, представляют собой, по сути, «космические» кванты, которые черпают свою энергию из вакуума и поэтому, обладая торсионной энергией, создают крутящий момент – т.е. вращают космические тела. Таки образом, «хорошо известная народная поговорка: «хочешь жить – умей вертеться» приобретает фундаментальный космологический смысл. От умения «вертеться» космического тела, то есть от совершенства его системы авторегулирования процесса вращения вокруг собственной оси и зависит его судьба, жить или умереть» [Бембель, Мегеря, Бембель, 2003, с. 13-15].

Как видим, авторы подводят нас к мысли о том, что геосолитон - это «макроквант собственного момента», возникающий (рождающийся) из вакуума или эфира, и, по сути, являющийся тем первоначалом всего сущего, который Анаксимандром был назван «апейроном» (см. главу 15, раздел, касающийся Анаксимандра).

Мы можем по-разному относиться к таким теориям. Но вынуждены признать, что поиск и разведка сложнопостроенных месторождений углеводородов на основе такой геосолитонной концепции Земли достаточно хорошо себя оправдывает. Другими словами, теория подтверждается практикой.

Кручение как одно из важнейших свойств Мироздания, лежит в основе современной концепции спин-торсионного взаимодействия [Шипов, 2002]. В рамках такого подхода, описанного выше, проанализированы [Дмитриевский, Володин, Шипов, 1993] физические, геофизические, геологические, гидрогеологические, физикохимические и астрофизические данные, лежащие в основе новой геодинамики и физики Земли. Показано, что изучение взаимодействий между физическими полями и различными процессами внутри Земли неизбежно приводит к появлению нелинейностей и солитонным эффектам, которые отражают самоорганизацию физических полей и геологических процессов и имеют макроквантовый характер. Другими словами, представления о геосолитонах являются основой нового направления науки – квантовой геодинамики [Дмитриевский, Володин, Шипов, 1993, с. 147-148] или, по сути – вихревой геодинамики и физики Земли.

Предмет физики Земли

Роль отечественных и зарубежных ученых в развитии представлений о строении Земли. Связь с другими науками

Вопросы, изучаемые физикой Земли, давно привлекали внимание исследователей. Не останавливаясь на фантастических взглядах о строении и развитии Земли, господствовавших в древности и средние века, отметим, что весьма интересные мысли по этому вопросу были высказаны на рубеже XV и XVI веков Леонардо да Винчи. В частности, им была предложена гипотеза, сходная с гипотезой изостазии. Вопрос о фигуре Земли, как фигуре равновесия вращающейся жидкой массы, был впервые рассмотрен Ньютоном, но после известной работы Клеро по этому труднейшему вопросу было сделано очень мало до знаменитых исследований известного русского математика А.М. Ляпунова в конце XIX - начале XX веков.

В XVIII в. русский ученый М.В.Ломоносов разработал научные основы геологии и наметил удивительные по глубине подходы к решению вопросов о развитии Земли и о силах, действующих в недрах земного шара, в частности, о природе землетрясений. В начале XIX в. Эли де Бомон, исходя из космогонической гипотезы Канта-Лапласа, выдвинул гипотезу о постепенном остывании и сжатии Земли, гипотезу, не оставленную еще и в наше время. Первые серьезные исследования влияния радиоактивного тепла на термический режим Земли были сделаны В.Г. Хлопиным. Математическая сторона

35

вопроса была рассмотрена А.Н. Тихоновым. Глубокие соображения по этому вопросу были высказаны В.И. Вернадским.

Вопрос о внутреннем строении Земли, об изменении плотности с глубиной, рассматривался еще Лежандром, который сделал заслуживающую внимание попытку решить этот вопрос. Существенные успехи в решении этого вопроса геофизики стали возможными лишь после разработки методов научной сейсмологии, основателем которой явился известный русский геофизик и физик Б.Б. Голицын. Он первый дал и научно обоснованную схему внутреннего строения Земли.

Основываясь на данных сейсмологии, К.Е. Буллен произвел расчет изменения плотности и упругих постоянных внутри Земли. Наиболее полное решение этого вопроса с привлечением ряда других данных было дано советским ученым М.С. Молоденским. Интереснейшие результаты по вопросу о внутреннем строении Земли были получены в исследованиях В.И. Вернадского, А.Е. Ферсмана и других советских геохимиков.

Физика Земли тесно связана с геологией, для которой она должна дать совместно с геохимией физико-химическую основу для выработки правильной концепции геологического развития Земли, на которую могла бы опираться геологическая практика. Следует отметить тесную связь физики Земли и с космогонией, от которой она берет данные об исходном состоянии Земли. Но и само познание закономерностей строения и развития Земли помогает успешному решению космогонических проблем.

Надо ясно понимать, что большинство геофизических процессов являются очень сложными и с трудом поддаются научному анализу [Ботт, 1974].

В настоящее время физика Земли подошла к той стадии развития, на которой встает вопрос о крупных обобщениях и об интерпретации в свете новых данных о современных представлениях геологии и физики о пространстве, времени и развитии материи. Это обобщение должно привести к выработке общей физической и физикохимической теории строения и процессов внутри Земли.

На предмет физики Земли существует две, в определенном смысле предельные, точки зрения: одна космогоническая, сформулированная в 1944 г. О.Ю. Шмидтом [1960] и вторая - геофизическая, предложенная в 1953 г. родоначальником этого раздела науки В.А. Магницким [1953]. Анализ этих «традиционных» и других, появившихся в последние годы подходов в совокупности с полученными в последние годы новыми данными, позволяет выделить суть проблемы – ее «вихревую» составляющую.

Земля - планеты Солнечной системы - космогония

Традиционно «в круг вопросов, изучаемых физикой Земли» включались «лишь вопросы, связанные с твердой частью земного шара» [Магницкий, 1953, с. 7; Ушаков, 1974, с.7], т.е. с «внутренним строением и физикой Земли» [Магницкий, 1965, с. 3; 2006, с. 12]. «Тем самым закладываются основы использования геофизических методов» и «к изучению планет земной группы» [Жарков, Трубицын, Самсоненко, 1971, с. 6]. При этом обращается внимание на «тесную связь физики Земли с космогонией, от которой она берет данные об исходном состоянии Земли, но и само познание закономерностей строения и развития Земли помогает успешному решению космогонических проблем»

[Магницкий, 1953, с. 9].

С точки зрения физики Земли и планет со временем к этой задаче добавляется и другая «первоочередная задача» изучения «планет-гигантов: Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна», так как «в этих планетах сосредоточена основная доля массы планет и почти весь момент количества движения Солнечной системы» [Жарков, Трубицын, Самсоненко, 1971, с. 6]. В последующем «космогоническая» составляющая задачи «Планета Земля – частица Вселенной» описывалась более подробно во вводных частях соответствующих курсовпо физике Земли без ее детального анализа в рамках самого предмета, который, попрежнему, посвящался только внутреннему строению твердой Земле [Магницкий, 1995, с.

36

9-14; Трухин, Показеев, Куницын, Шрейдер, 2004, с. 8-14; Трухин, Показеев, Куницын, 2005, с. 6-12].

И логика такого подхода к предмету изначально и очевидна и вполне закономерна. Однако, сам предмет физики Земли с точки зрения его масштабности, «труднодоступности», сложности и, как следствие, познаваемости является не совсем

обычным разделом науки.

Наши суждения о внутреннем строении планет базируются, в основном, лишь на данных, полученных нами с помощью измерений, проводимых исключительно на поверхностях планет или на достаточно малых глубинах от поверхности. Результаты исследований с помощью сверхглубоких скважин, показали, что экстраполяция таких «поверхностных» данных уже на небольших глубинах приводит к значительным ошибкам [Кольская, 1998]. «Большинство геофизических явлений» сами по себе «очень сложны и с трудом поддаются научному анализу. Данные, относящиеся к этим явлениям, нельзя считать ни свободными от посторонних влияний, ни полученными в одинаковых условиях. О точном анализе во многих случаях» просто «не может быть и речи. В таких условиях смутные предположения становятся гипотезами, а гипотезы именуются теориями. Неправдоподобные теории встречаются в изобилии, а отвергнуть их с полной убедительностью бывает трудно, так как часто находится новый (возможно, несущественный) фактор, который раньше не учитывался. Геологи знакомы с этим обстоятельством и приспособились к нему. Физик, впервые встречающийся с такой ситуацией, может быть обескуражен. Поэтому его следует предупредить об истинном положении дел. В целом ряде задач строгое исследование дает очень мало, логическая цепь во многих местах разорвана и связывается лишь при помощи интуитивных суждений» [Стейси, 1972, с. 7]. Более того, в последнее время стало ясно, что процессы, протекавшие на Земле в течение всей ее геологической истории, самым тесным образом оказываются взаимосвязанными с явлениями в Солнечной системе и в Галактике в целом.

При таком, изначально и сложном и неоднозначном и неопределенном положении дел, ограничивать предмет «Физика Земли» изучением только «внутреннего строения твердой части планеты» (пусть и в совокупности с жидкой, газообразной, магнитной и другими оболочками), а «космогоническую» составляющую при этом рассматривать в качестве своеобразных граничного и начального условий, по сути самой задачи, неправильно.

Космогония – Земля

Другая программа развития геофизики как одного из составных разделов космогонии, была намечена в 1944 г. О.Ю. Шмидтом [1960, с. 25-32]. В ее основу было заложено положение, согласно которому «подлинно научное объяснение физических свойств Земли» требует выяснения истории образования планеты. Поэтому одной из важнейших задач является построение научной космогонии, по крайней мере, в части возникновения планетных систем, в том числе и Земли. Такая теория должна в гораздо большей степени, чем прежние неудовлетворительные космогонии, опираться на геофизические данные и данные современной астрономии» [Шмидт, 1960, с. 27-28].

Идея важности исторического подхода к задачам геофизики подчеркивалась и М.А. Садовским [2004, с. 297], а Д.В. Наливкин активно призывал к тесному сотрудничеству геологов и астрономов [Шпитальная, Заколдаев, Ефимов, 1991].

Эта космогоническая программа достаточно подробно применительно к Солнечной системе и Земле разработана учениками О.Ю. Шмидта [Сафронов, Витязев, 1983, с. 5-11] и представлена выше в разделе «Основы «холодной» модели происхождения Солнечной системы» (см. задачи А – Е). В основу такого подхода были заложены следующие положения, казавшиеся в середине ХХ века почти очевидными.

37

1.Принималось, что в нашей Галактике имеется достаточно много планетных систем. Все они образовались и развивались примерно по одному сценарию. Поэтому для образования и нашей Солнечной системы и, в частности, Земли не требовалось каких-то особых условий.

2.Значения радиусов орбит планет (соотношение (1.1), рис. 1.2 – 1.4) и их плотностей (табл. 1.1, рис. 1.5) изменяются закономерным образом и позволяют считать, что образование планет Солнечной системы происходило по вполне определенным правилам, в которых заложены представления о гравитационном коллапсе, основанные на законах классической физики.

Юпитер

Пршибрам

Марс

Земля

Венера

Солнце

Меркурий

Рис. 1.4. Орбита метеорита, упавшего в 1959 г. около Пршибрама (Чехия)

3.Все планеты Солнечной системы достаточно отчетливо разбиваются на две

группы: расположенные вблизи Солнца планеты земной группы со средней плотностью около 5 г/см3, и планеты-гиганты со средней плотностью около 1 г/см3, которые расположены на периферии Солнечной системы.

4.Основная масса планет Солнечной системы и практически весь ее момент количества движения сосредоточены в планетах-гигантах. Поэтому одной из важнейших задач любой теории, объясняющей образование планетной системы, является процесс перераспределения (переноса) момента количества движения внутри туманности.

Ив такой постановке проблемы основной трудностью, которая так и не была преодолена ни одной гипотезой, которые ставили своей целью объяснение происхождения планетной системы типа Солнечной, является совмещение в рамках одной гипотезы всех этих положений, которые представлялись «равноправными».

Галактики – звезды – экзопланеты – вихревые движения

Полученные в последнее время данные, которые приведены выше, показали, что и наша Галактика и наше Солнце, в отличие от других галактик и звезд, являются необычайно «спокойными» образованиями. До настоящего времени, несмотря на большой объем проведенных исследований, так и не удалось пока обнаружить ни одной планетной

38

системы, похожей на нашу Солнечную систему, и ни одной планеты, по массе и размерам похожей на Землю. Данные, полученные по экзопланетам и их системам, показали, что причиной отсутствия аналогов нашей Земли и нашей Солнечной системы, являются именно планеты-гиганты, которые во всех наблюденных звездных системах своими большими по значению моментами количества движения «вытесняют» планеты земной группы из «зоны жизни» - области, расположенной вблизи звезды.

Средняя плотность г/см3

4
1			6
			1
4				9
			0
			1	5-8
	5					12
	2			17-20 11
	III	6
				13
		III			1	4	1	5
2		7	8
18	20
			II	10				15
IV	1719		9	11
3				12		13	14 I
1								16

0	0.5		1.0		1.5		10		20		30
	Среднее расстояние от планеты млн.км

Рис. 1.5. Диаграмма распределения плотности в системах «Земля – Луна» и «ядро Юпитера

– его спутники» в зависимости от удаленности спутников от материнских планет (средних радиусов орбит) [Маракушев, Моисеенко, Сахно, Тарарин, 2000]. 1 – Земля (плотность Земли (1) и ядра Юпитера (4) пересчитаны на нулевое давление); 2- Луна; 3-5 – Юпитер (3), его железосиликатное расплавное ядро (4) и ближайший спутник Ио (5); 6-20 – другие спутники Юпитера. Направление движения спутников обозначено на схеме их орбит стрелками. I-IV – группа спутников в предполагаемой последовательности их образования; I-II – удаленные спутники с обратным (I) и нормальным (II) движением по орбитам; III-IV – околопланетные массивные плотные спутники (III) и спутники низкой плотности, обрамляющие кольцевую систему планеты (IV).

Проведенные исследования показали, что зависимость для радиусов орбит планет, типа закона Тициуса – Боде (1.1), скорее всего, соответствует процессам самоорганизации, протекавшим в Солнечной системе в течение стадии ее формирования и протекающим в настоящее время. Более того, степенная форма этого закона позволила предположить, что образование Солнечной системы происходило не в соответствии с законами классической физики и небесной механики. Скорее всего, закономерность типа Тициуса – Боде для орбит планет и их спутников соответствует «квантовому механизму», который обеспечивается за счет вихревых движений – собственных и орбитальных моментов количества движения планет.

39