ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΣΤΑΘΕΡΑΣ ΠΑΓΚΟΣΜΙΑΣ ΕΛΞΗΣ G ΜΕ ΤΗΝ ΠΑΡΑΔΟΧΗ ΤΗΣ ΥΠΑΡΞΗΣ ΠΥΡΗΝΑ ΝΕΤΡΟΝΙΩΝ ΣΤΟΝ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΠΥΡΗΝΑ ΤΗΣ ΓΗΣ. Στην παρούσα μελέτη γίνεται μια θεωρητική προσέγγιση προσδιορισμού της παγκόσμιας σταθεράς της βαρύτητας G, η οποία βασίζεται στις εξής δύο παραδοχές:
Επίσης όσον αφορά την θεωρία της κίνησης των λιθοσφαιρικών πλακών επικρατεί η αντίληψη ότι οι λιθοσφαιρικές πλάκες συγκλίνουν, αποκλίνουν ή κινούνται παράλληλα, χωρίς όμως να υπάρχει διαστολή του όγκου της Γης, αλλά μεταφορά θερμών ρευμάτων μάγματος από τον πυρήνα προς την επιφάνεια της Γης. Η άποψή μου είναι ότι συμβαίνουν και τα δύο ταυτόχρονα, δηλαδή και ο όγκος της Γης διαστέλλεται με αποτέλεσμα την απομάκρυνση των λιθοσφαιρικών πλακών, αλλά και συνυπάρχουν ρεύματα μεταφοράς μάγματος που οδηγούν σε σύγκλιση ή παράλληλη μετατόπιση τις λιθοσφαιρικές πλάκες. Ας τα πάρουμε όμως τα πράγματα από την αρχή. Πιστεύω πως πριν 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια, μετά από μια μεγάλη κοσμική σύγκρουση δύο ουράνιων σωμάτων (π.χ. δύο αστέρων) , προέκυψε το ηλιακό μας σύστημα αποτελούμενο από τον κεντρικό αστέρα τον Ήλιο και τους εννέα μικρότερους περιφερειακούς πλανήτες. Το υλικό όλων αυτών των ουράνιων σωμάτων λίγο μετά την δημιουργία τους αποτελούνταν από νετρόνια, προϊόν της τεράστιας ποσότητας κινητικής ενέργειας που εγκλωβίστηκε μέσα στην μάζα τους κατά την στιγμή της σύγκρουσης. Αποτέλεσαν δηλαδή αστέρες νετρονίων. Πώς έγινε όμως αυτό; Ξέρουμε όλοι την γνωστή σχέση ισοδυναμίας ενέργειας και μάζας του Αϊνστάιν E = mc^2 Σύμφωνα με αυτή η μάζα διασπώμενη δίνει ενέργεια άρα θα ισχύει και το αντίθετο, δηλαδή δέσμευση της ενέργειας από την μάζα μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση μάζας. Αυτό λοιπόν πιστεύω ότι συμβαίνει κατά την στιγμή μιας κοσμικής σύγκρουσης. Η τεράστια ποσότητα ενέργειας που προσφέρετε κατά την στιγμή της σύγκρουσης , αναγκάζει όλα τα ηλεκτρόνια των ατόμων να ενωθούν με τα πρωτόνια των πυρήνων και να δημιουργήσουν νετρόνια, έτσι ώστε όλη η ύλη να μετατραπεί τελικά σε νετρόνια. Αυτό οδηγεί σε μια τεράστια αύξηση της πυκνότητας της ύλης, της τάξης ρ= 10^15 gr/cm^3 , πυκνότητα που αντιστοιχεί σε αστέρα νετρονίων. Η αντίδραση που εκφράζει το παραπάνω φαινόμενο είναι: Σύνθεση νετρονίου: Όπου Ε = ενέργεια σύνδεσης. Είναι γνωστό βέβαια ότι η μάζα του νετρονίου είναι μεγαλύτερη από το άθροισμα της μάζας του πρωτονίου και του ηλεκτρονίου. Έτσι λοιπόν η δεσμευμένη ενέργεια E μετατράπηκε σε μάζα. Σύμφωνα με τα παραπάνω, λίγο μετά την κοσμική σύγκρουση, και η Γη αποτελούσε ένα αστέρα νετρονίων, στο μέγεθος που έχει περίπου σήμερα ο εσωτερικός της πυρήνας, δηλαδή η ακτίνα της Γης εκείνη την εποχή, ήταν λίγο μεγαλύτερη από τα 1278 Km. Οι εξωτερικές στιβάδες του αστέρα αυτού (της Γης), αλλά και όλων των άλλων πλανητών καθώς και του Ήλιου, μετατρέπονταν από την υπερστερεά φάση των νετρονίων, (Τέταρτη κατάσταση της ύλης), σε μια αέρια φάση ατόμων υδρογόνου με ταυτόχρονη έκλυση τεράστιων ποσοτήτων θερμότητας ,φωτός και ραδιενέργειας. Οι αντιδράσεις που εκφράζουν το παραπάνω φαινόμενο είναι: Αυθόρμητη διάσπαση νετρονίου: όπου Ε = απελευθερούμενη ενέργεια διάσπασης, ίση με την ενέργεια σύνδεσης της εξίσωσης (1). Σύνθεση ατομικού υδρογόνου (πρώτιο): Είναι πιθανόν να δημιουργήθηκε δευτέριο και τρίτιο κατά τις αντιδράσεις: Και στην συνέχεια σύντηξη του τριτίου προς ήλιο κατά το πρότυπο της διάσπασης β-. Το φαινόμενο αυτό συνεχίζει να συμβαίνει ακόμα και σήμερα στην επιφάνεια του Ήλιου λόγω της μεγάλης του μάζας και της αργής του ψύξης, στους πλανήτες όμως πρέπει να συμβαίνει μόνο στους πυρήνες τους λόγω της πολύ μικρότερης μάζας τους και της γρηγορότερης ψύξης που έχουν υποστεί. Με διαδοχικές συντήξεις του ενός ατομικού στοιχείου προς το αμέσως επόμενο, (π.χ. He → Li , Li →Be , Be →B………) σχηματίσθηκαν όλα τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα, αλλά λόγου του μεγαλύτερου ατομικού βάρους τους, βυθίζονται κάτω από την εξωτερική επιδερμίδα του υδρογόνου στον Ήλιο και παραμένουν αόρατα. Στη Γη με περαιτέρω ψύξη του ανάλογου εξωτερικού στρώματος, δημιουργήθηκε ο εξωτερικός της πυρήνας με μέταλλα και αμέταλλα στοιχεία και έτσι άρχισε η χημική αντίδραση μεταξύ μετάλλων και αμετάλλων, η δημιουργία ριζών και τέλος ο σχηματισμός χημικών ενώσεων (π.χ. πυριτικών ενώσεων). Λόγω της μικρότερης πυκνότητας των περισσοτέρων χημικών ενώσεων από τα καθαρά μεταλλικά στοιχεία, αυτές επέπλευσαν και δημιούργησαν τον μανδύα της Γης. Συνεχιζόμενη η ψύξη της επιφάνειας του μανδύα δημιούργησε την πρώτη πετρώδη λιθόσφαιρα πριν 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια, μιας και τα παλαιότερα πετρώματα της Γης έχουν την ηλικία αυτή. Για να βρούμε ποια ήταν η επιφάνεια της Γης αυτή την εποχή αρκεί να προσθέσουμε την σημερινή συνολική επιφάνεια των ηπείρων στο ύψος του ορίου της υφαλοκρηπίδας και της ηπειρωτικής κατωφέρειας, εκεί δηλαδή όπου άρχισε η πρώτη διάρρηξη της λιθόσφαιρας λόγω διαστολής της Γης . Κατά προσέγγιση θα χρησιμοποιήσω την συνολική σημερινή επιφάνεια της ξηράς που είναι ίση με Εχ =148.940.000 Km^2 . Η ακτίνα της Γης αυτή την εποχή μπορεί να υπολογισθεί κατά προσέγγιση: Δηλαδή πλησιάζει στην σημερινή ακτίνα του εξωτερικού πυρήνα της Γης (3488 Km ). Από τα 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια λοιπόν και μετά ξεκινά η απομάκρυνση των ηπείρων και η συνεχής διόγκωση του εξωτερικού πυρήνα και του μανδύα με ταυτόχρονη μείωση του όγκου του εσωτερικού πυρήνα, καθώς δημιουργούνται συνεχώς νέα άτομα στοιχείων με το πέρασμα από την υπερστερεά φάση του εσωτερικού πυρήνα (αστέρας νετρονίων) στην υγρή φάση του εξωτερικού πυρήνα. Υποθέτοντας λοιπόν ότι ο εσωτερικός πυρήνας αποτελείται αποκλειστικά από νετρόνια θα παρουσιάζει πυκνότητα της τάξης του 10^14 έως 10^15 gr/cm^3 , που είναι η πυκνότητα των αστέρων νετρονίων. Ο όγκος του εσωτερικού πυρήνα υπολογίζεται από τη σχέση: Συνεπώς η μάζα του εσωτερικού πυρήνα υπολογίζεται από τη σχέση: Αν συγκρίνουμε τη μάζα της Γης όπως την γνωρίζουμε μέχρι τώρα δηλαδή ΜΓ =5,963∙10^24 Kg με την μάζα του εσωτερικού πυρήνα Μεσ.π = 8,738∙10^36 Kg που μόλις υπολογίσαμε θα διαπιστώσουμε ότι είναι 1,465∙10^12 φορές μεγαλύτερη η μάζα του εσωτερικού πυρήνα από την μάζα της Γης, δηλαδή 1,465 τρισεκατομμύρια φορές. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΝΕΟΥ GN Αν λοιπόν έχουμε ένα σώμα μάζας m αυτό δέχεται έλξη από τη Γη στην περιοχή των πόλων που δίνεται από τις δύο παρακάτω σχέσεις: Όπου ΜΓ είναι η μάζα της Γης που είναι τώρα κατά προσέγγιση ίση με την μάζα του εσωτερικού πυρήνα Μεσ.π = 8,738∙10 ^ 36 Kg . RΠ = 6356,8 Κm είναι η πολική ακτίνα της Γης. gΠ = 9,832m/sec2 είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας στην πολική περιοχή. Ας υπολογίσουμε τώρα την νέα σταθερά της παγκόσμιας έλξης GN : Η νέα σταθερά της παγκόσμιας έλξης GN είναι λοιπόν πολύ μικρότερη από την ισχύουσα σημερινή τιμή της. Με τόσο μικρή τιμή μάλλον είναι αδύνατος ο πειραματικός προσδιορισμός της με πειράματα σαν αυτό του Cavendish. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ ΤΟΥ ΟΓΚΟΥ ΤΗΣ ΓΗΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΗΣ ΜΕΧΡΙ ΣΗΜΕΡΑ. Ο όγκος της Γης πριν 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια ήταν περίπου ίσος με τον όγκο του σημερινού εσωτερικού πυρήνα Δηλαδή ο σημερινός όγκος της Γης είναι κατά 123,96 φορές μεγαλύτερος του αρχικού της όγκου. Η μεταβολή όγκου ανά έτος θα είναι Σε νεώτερες αναρτήσεις θα συγκρίνουμε τις τιμές των παραπάνω παραμέτρων με τις αντίστοιχες του Ήλιου και της Σελήνης . ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΤΗΣ ΔΙΑΣΤΟΛΗΣ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΑΣ ΤΗΣ ΓΗΣ ΑΝΑ ΕΤΟΣ. Η μεταβολή όγκου της Γης ανά έτος είναι: Αν θεωρήσουμε σαν μέση ακτίνα της Γης την τιμή R=6371 Km Τότε ο όγκος της είναι: Αν προσθέσουμε στον όγκο αυτό την ετήσια μεταβολή όγκου λόγω διάσπασης των νετρονίων τότε θα έχουμε V1= 1083206917079.333 Km3 Ο νέος όγκος αντιστοιχεί σε ακτίνα R1: Επομένως η διαστολή της ακτίνας ανά έτος είναι: Μια τέτοια διαστολή θα προκαλεί μεταβολή της περιμέτρου Δp/y της Γης κατά: Αυτή η μεταβολή είναι πολύ μικρή σε σύγκριση με τις μετακινήσεις των λιθοσφαιρικών πλακών που μπορούν να κυμαίνονται από 4 έως 9 εκατοστά το χρόνο, επομένως και δύσκολα παρατηρήσιμη. Γεωργιτζίκης Γιώργος
7 Ιουνίου 2016
0 Comments
Leave a Reply. |
Συγγραφέας :
Γεωργιτζίκης Γιώργος Archives
January 2018
Categories Ο ΗΛΙΟΣ ΣΑΝ ΑΣΤΡΟ ΝΕΤΡΟΝΙΩΝ
|