Temperatur und Fiktionsdruck, 2/3

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    Zunächst vielen Dank für so viele gute und aussagekräftige Kommentare. Nur aus Zeitmangel können sie nicht alles im Detail beantworten. Aber ich schätze die Ergänzungen und Links zu ungelesenen Fiktionen (wie viel kostet das!) Und Ergänzungen. Vielen Dank!

    Dieser Abschnitt wird nicht sehr tief sein. Und es wird eine kleine Tour durch die Randgebiete des pT-Diagramms geben, die selbst von Populärwissenschaftlern selten besucht wird. Warum? Zu zeigen, dass der Reichtum an Welten und Phänomenen höchstwahrscheinlich nicht abnimmt, wenn man sich vom vertrauten „Zentrum der Welt“ entfernt.Bedingungen. " Und das, wahrscheinlich, kann an diesen Orten etwas Interessantes und Handlungsbildendes passieren ... vorausgesetzt, mindestens ein professioneller Schriftsteller kann es qualitativ beurteilen. Dies ist jedoch ein gesondertes Thema, das im dritten Teil erörtert wird. Hier werden wir nur ferne Welten haben. Nicht in parsecs weit, aber deshalb nicht weniger schwer fassbar.

    Jupiter


    So sieht es von außen aus:



    Und so sieht es nach modernen Vorstellungen [ 490 ] von innen aus:

    [Bildnachweis: Sean Wahl et. al., [ 490 ]] Die

    Streuung der Kurven im Bild bedeutet, dass wir immer noch nicht wissen, ob Jupiter einen kompakten Kern hat oder in unterkomprimiertem Wasserstoff gelöst ist. Daher beschränke ich mich auf weniger ernsthafte Tiefen. Tausende sind ca. 15 Kilometer entfernt. Der Druck dort beträgt ~ 2 Millionen Atmosphären und die Temperatur beträgt 6-7 Tausend Grad. Wasserstoff (der in Jupiter ~ 90%) , dort zu einer Dichte von 200 kg / m komprimierte 3 , ist teilweise in metallischen und ähnelt in der Konsistenz der Mitte zwischen Benzin und Quecksilber umgewandelt - wenn sie ineinander gelöst werden können.

    Aber Helium will sich in dieser Mischung nicht auflösen. Und deshalb wird es in Tropfen gesammelt und mit einer Art Helium "Regen" eingesät. In Anführungszeichen, denn es sieht eher aus wie das Absetzen einer geschüttelten Mischung aus Wasser und Öl. Und dieser „Regen“ kommt nicht weiter, weil die Löslichkeit von Helium in Wasserstoff noch tiefer wiederhergestellt wird und sich die aus zehntausenden Kilometern verschwundenen Tropfen spurlos auflösen. Das alles bei 6000 Grad.

    Irgendwo dort oder direkt darüber wird das Magnetfeld des Jupiters geboren. Tatsächlich stellen wir uns das Funktionsprinzip eines magnetischen Dynamos nicht klar vor, auch nicht irdisch. Es ist nur klar, dass das bereits vorhandene Magnetfeld die konvektiven Ströme von leitfähigem Material auf dem Planeten auf listige Weise „verbiegt“, um ihre Energie zu nutzen und sich dadurch selbst zu verstärken. Dabei ähnelt es dem irdischen Leben, das auch auf den zur Sedimentation zugänglichen Energieströmen "rollt", sei es Sonnenlicht oder der Abfluss von Schwefelwasserstoff aus dem Darm.

    Es ist möglich, dass sich die Zonenwinde des Jupiters in Form solcher zylindrischer Säulen zumindest bis zu diesen Tiefen erstrecken.


    [Bildnachweis [200]]

    Angenommen, wir möchten mehr über diese Bereiche erfahren. Welche Möglichkeiten gibt es?

    Gedanke eins: elektromagnetische Wellen.

    Leider können mit Hilfe der Optik und des nahen Infrarot Jupiter nur bis zu einer Tiefe von etwa 4 Atmosphären [200] untersucht werden - das sind etwa 40 Kilometer. Bei Millimeterwellen können Sie bis zu 100 Atmosphären [200] "durchbrechen" , das sind 260 Kilometer. Juno, " Bei einer Wellenlänge von 50 cm kann es kaum etwas bis zu 550-600 Kilometer ausmachen, wo der Druck 1000 Atmosphären erreicht [ 420 ] und die Temperatur 1300 Kelvin beträgt. Auf dem Maßstab des Bildes aus dem Titel sind es jedoch nur neun Pixel:



    Wir brauchen zehnmal mehr Tiefe - ungefähr am Rand.

    Vielleicht einen Lander schicken?

    Galileo war 1995 in der Lage, 160 Kilometer in 22 Atmosphären und 152 Grad Celsius zu tauchen. Zwei Pixel.

    Die extremen Tiefen zukünftiger Sonden von Jupiter, die immer noch ernsthaft in Betracht gezogen werden [ 460 ], betragen 200 Atmosphären. Fünf Punkte oder 330-340 Kilometer.

    Und wenn Sie im großen Stil phantasieren, können Sie sich ein solches Schema ausdenken. Wir nehmen ein kugelförmiges Bathyscaphe aus einkristallinem Diamanten. Mit ein paar Metern dicken Wänden, die mit Rhenium verstärkt sind (ich glaube nicht, dass es hilft, aber wie es sich anhört!). Wir bedecken sie mit etwas wasserstoffbeständigem. Wir haben einen Atomreaktor zur aktiven Kühlung aufgesetzt. Wir stopfen mit Geräten und werfen auf den Planeten. Kommunikation - mit kleinen Popup-Sonden. Das ist natürlich Science Fiction - aber Science Fiction ist immer noch wissenschaftlich.

    Diamant, die stärkste Drucksubstanz, kann standhalten [ 410 ]Die Druckdifferenz beträgt ungefähr 100 GPa oder eine Million Atmosphären. Bis zur Geometrie der Herstellung kann eine solche Sonde für 8-9.000 Kilometer in den Jupiter schauen. Dies ist bereits in der Nähe von Heliumregen und Magnetdynamo. Aber selbst das ist nur 1/8 des Radius des Planeten ...

    Was kann man während eines solchen Eintauchens beobachten?

    Zuerst werden wir Ammoniakwolken NH 3 (0,7 atm), Ammoniumhydrogensulfid NH 4 SH (2 atm) und Wasser H 2 O (7 atm) durchbrechen .

    Die Atmosphäre von hundert wird völlig dunkel.

    Bei ~ 500 Kilometern, 500 Atmosphären und einer Temperatur von 1064 K passiert die Sonde einen dünnen Dunst aus ... Goldwolken. Zumindest nach [ 440 ]. Ob es dir gefällt oder nicht, niemand weiß es natürlich. Gold ist jedoch eher inert und für Metall relativ flüchtig, was der Physik nicht widerspricht.

    In tausend Atmosphären wird die Gasdichte ~ 20 kg / m 3 erreichen - und einfach kann dieses Gas nicht mehr als Gas betrachtet werden. Dort befindet sich etwa eine Wolke aus Natriumsulfid Na 2 S.

    Auf 700 Kilometern schweben bei 4800 Atmosphären und 2000 Kelvin Wolken aus Magnesiumsilikat MgSiO 3 im Freien [ 440 ] . Es ist zwar schwierig, es am Aussehen des Fensters zu erkennen, und im Allgemeinen ist es unwahrscheinlich, dass er jemanden beeindrucken wird:



    Weil es einfach ein Schimmer einer auf 2000 Kelvin erhitzten Substanz ist. Nicht viel anders als die Hitze eines Glasschmelzofens. Und dieses Bild schaut ein paar Dezimeter in die Ferne. Für etwa solche [ 430 ] die Transparenz der Materie unter diesen Bedingungen. Das zeigt: Nicht nur unsere Fatazie, sondern auch unsere Wahrnehmungsweisen sind unter Bedingungen, die zu weit von den „normalen“ entfernt sind, hilflos.

    Aber unsere Theorien arbeiten weiterhin in ihnen und sagen viele interessante Dinge voraus.

    Bei einer halben Million Atmosphären (5600 Kilometer, 5100 Grad) beginnt Wasserstoff zu dissoziieren, was als Beginn seiner Umwandlung in Metall angesehen werden kann. Die nächstliegende visuelle Analogie dazu ist die Auflösung von Natrium in flüssigem Ammoniak [ 830 ].. Mit zunehmender Konzentration an freien Elektronen wird die Lösung dunkler, verliert an Transparenz und erhöht die elektrische Leitfähigkeit.

    Unter 2 Millionen Atmosphären ist Eisen in metallischem Wasserstoff löslich [ 450 ] , und bei steinigen Mineralien tritt dies oberhalb von 5 Millionen Atmosphären und 10 Tausend Grad auf [ 450 ] . Was wird in einem Viertel der "Tiefe des Jupiter" erreicht. Darüber hinaus handelt es sich bei seiner Materie wahrscheinlich um eine Art superdense, überhitzte, teilweise ionisierte "Brühe" aus metallischem Wasserstoff mit Verunreinigungen anderer Elemente.

    Gibt es etwas Interessanteres als das gleichmäßige Mischen dieser „Brühe“? Diese Frage verfolgt viele.

    Also nach [ 730] kann der tiefe Darm des Jupiters mehrschichtig aufgebaut sein. Mit unregelmäßigen Konzentrationen von Verunreinigungen zwischen den Schichten. Nun, es ist wie auf der Erde, wenn die kalte, rauchige Luft den Smog über der Stadt verteilen wird. Nur am Jupiter werden diese Sprünge durch den Unterschied nicht in der Temperatur, sondern in der chemischen Zusammensetzung verursacht. Beispielsweise wird mehr SiO 2 in der unteren Schicht gelöst- und das macht es schwer genug, um Konvektion zu widerstehen. Es ist klar, dass an den Grenzen solcher Schichten starke Änderungen sowohl der Temperatur als auch der chemischen Zusammensetzung auftreten werden. Angenommen, Substanz AB zerfällt in sehr großer Tiefe in die Komponenten A + B. Oben sind sie bereit, sich wieder zu verbinden, aber dieser Vorgang ist langsam. Der Mangel an Konvektion verhindert, dass sie sich erheben und mit der Atmosphäre vermischen. Infolgedessen kann sich direkt unter der Schichtgrenze ein Überschuss an abgetrenntem A und / oder B ansammeln. Ein entferntes Analogon unserer Ölschicht. Wenn dort etwas auftaucht , das die Reaktion A + B -> AB katalysieren kann, hat es eine chemische Energiequelle, die es ermöglicht, sich in jemanden zu verwandeln . Natürlich ist dies für die Entstehung des Lebens sehr wenig - aber genug, um die Idee eines Laufs nicht abzulehnen.

    Kann dieses bedingte Leben uns irgendwie kontaktieren? Auf sie zu klettern ist definitiv kontraindiziert. Gewöhnt an den Druck, der manchmal sogar Steine ​​zusammendrückt, an die Umgebung, in der Eisen ein Gas und ein Bestandteil der Lösung ist, verdampft es in den oberen Schichten des Jupiters einfach und zerfällt wie Schaum im Wind.

    Wie wir bereits festgestellt haben, passieren elektromagnetische Wellen solche Tiefen nicht. Zumindest wegen der Schicht aus metallischem Wasserstoff.

    Schwerkraft? Dichtestrukturen im Darm des Jupiter fangen wir gut ein. Wenn sie zehntausende Kilometer groß sind.

    Magnetfeld? Juno-Magnetometer "sehen" den Gehalt an metallischem Wasserstoff, d.h. zwei Millionen Atmosphären. Es kann Hoffnung für sie geben.

    Modulation des Neutrinoflusses? Bisher haben wir Schwierigkeiten, diese Partikel der gesamten Sonne zu registrieren.

    Und es bleibt ... Ton. Gewöhnliche Schallwellen. Welche, wie in [ 500 ] gezeigt, in der Lage sind, Zehntausende von Kilometern im Jupiter zurückzulegen, und die wir kürzlich zu erkennen gelernt haben. Wir sprechen zwar nur von Frequenzen von etwa einer Million Hertz. Bei solchen Schwankungen dauert die Übertragung des gelesenen Textes etwa 300 Jahre. Nachdem wir ihn mit einem Morsecode verschlüsselt haben, können wir ihn viel schneller per Funk an einen benachbarten Stern senden. Manchmal ist die Verschiedenartigkeit der Bedingungen eine viel größere Barriere als die physischen Entfernungen.

    [Haftungsausschluss. Um das ganze Bild zu zeigen, habe ich in diesem Artikel die Materialien der Werke [200, 420 , 430 , 440 , 450 , 470, 480 , 490] gemischt, 500 , 730 ]. Sie basieren oft auf inkompatiblen Modellen, Daten und Annahmen über die Zusammensetzung des Planeten und das Verhalten der Materie. Es gibt absolut keine radikalen Widersprüche zwischen ihnen, aber es ist erwähnenswert, dass das Zusammenführen von ihnen eine angewandte Frankenstein-Zucht ist. Gültig für Überprüfungszwecke, aber nicht mehr.]
     

    Mond in einem Tankwagen


    In der Schule lehren sie, dass der Mond keine Atmosphäre hat. Dies ist nicht ganz richtig. Der Mond hat immer noch eine Art Gaspanzer. Es ist wahr, es ist etwa 15 seltener als bei uns. Wenn also die gesamte Mondluft auf terrestrische Bedingungen komprimiert wird, reicht es aus, nur ein anständiges Fitnessstudio zu füllen, und Sie können all diese Atmosphäre auf einem LKW mit einem soliden Tank abtransportieren.

    Trotzdem zeigt das pT-Diagramm in diesem Bereich genügend interessante Ereignisse, damit viele Menschen jedes Jahr eine Reihe von Artikeln veröffentlichen, diese diskutieren und sogar eine interplanetarische Station (LADEE) speziell für das Studium der Mondatmosphäre eröffnen können.

    Eine solche Arbeit [ 720 ]basierend auf Materialien von LADEE, die dem Mondargon gewidmet sind. Daraus besteht im Grunde die örtliche Atmosphäre. Erst jetzt müssen das „Bestehen“ und die „Atmosphäre“ geklärt werden. Denn für einige Teile des Mondes ist das Argon aus irgendeinem Grund um ein Vielfaches höher als für andere, und ab der Tageszeit ändert sich seine Menge im Allgemeinen um das Zehnfache. Tatsächlich handelt es sich nicht um eine „Gashülle“, sondern um eine Art Wolkenatmung, deren Größe sich ändert, die auf die Temperatur, die Ionisierung durch den Sonnenwind und die Zusammensetzung des Bodens reagiert und die in der Lage ist, vorübergehend an der Oberfläche zu „haften“ oder sich dauerhaft in „Kältefallen“ an den Polen niederzulassen . Als Ergebnis im Weltraum verloren und durch den Zerfall von Kalium in der Mondkruste angeheizt. Die mutmaßliche Quelle ist möglicherweise für den entdeckten "Argon-Buckel" über den westlichen Mondmeeren verantwortlich.

    [Der Artikel wurde für die Website https://geektimes.ru/ geschrieben.. Bitte beziehen Sie sich beim Kopieren auf das Original. Der Autor des Artikels ist Evgeny Bobukh. Sie können den Autor mit Kryptowährung unter den im Profil angegebenen Adressen unterstützen .] In einer

    anderen Publikation [ 540 ] wird das Radon der Mondatmosphäre untersucht. Er wurde buchstäblich von Atomen dort gefangen, aber sie konnten eine Karte der Verteilung von Mondpolonium in einem bestimmten Gebiet


    erstellen : Dieses Ergebnis wird visuell angezeigt, aber die beste Analogie sollte der Geruchssinn sein. Wenn sich die Station in einer Umlaufbahn befand, war es Revolution für Revolution, die genau die Radonatome herausschnüffelte und ein Bild der Welt darauf baute. Für das menschliche Auge scheint die Mondatmosphäre nichts Interessantes zu sein:



    Zu spärlich und alles, was darin passiert - all diese Plasma-Wechselwirkungen, die Sorption von Partikeln und Bewegungen entlang der Linien lokaler Magnetfelder - müssen in Diagrammen und Formeln dargestellt werden.

    Obwohl ich lüge. Es gibt ein Mysterium vor einem halben Jahrhundert mit einer vollständig visuellen Darstellung.

    Bereits 1968 fotografierte die Landestation Surveyor 7 [ 550 ] [ 555 ] etwas Ähnliches von der Oberfläche des Mondes ... Morgendämmerung:


    [Bildnachweis: NASA, [ 555 ]

    Amerikanische Astronauten, die 1972 auch von der Mondumlaufbahn aus beobachtet wurden [ 560 ] Verwandte Phänomene:

    [Bildnachweis: NASA, [ 560 ]]

    Was aber kann dort in den Sonnenstrahlen leuchten, wenn keine Luft vorhanden ist? Heute ist es allgemein anerkannt, dass dies ... Staub ist. Mikroskopische elektrisch geladene Teilchen, die buchstäblich Meter über der Oberfläche schweben, erzeugen am Mondmorgen eine "Morgendämmerung".

    Alles ist gut, aber was bringt sie auf? Das elektrische Feld zwischen dem beschatteten und dem exponierten Sonnenwind [ 740 ] ? Mikroskopische Schwankungen der elektrischen Ladung [ 750 ] ? Mikrofehler mit einer „Explosion“ von Regolith-Partikeln [ 760 ] ? Streiks von Mikrometeoriten [ 770 ] (obwohl es unwahrscheinlich ist - ich denke selbst schon darüber nach). Warum moderne Forschung ? [ 780 ]diese Monddämmerung aus nächster Nähe nicht sehen? Nehmen diese Partikel beim Bewegen des Terminators „Fontänen“ ab, steigen sie in einer gleichmäßigen Schicht auf? Kann sich ein sogenannter Plasmakristall bilden, ist die Struktur aus unserer Sicht sehr instabil - aber durchaus geordnet?


    [Plasmakristall in einem Experiment an der Internationalen Raumstation. Bildnachweis: phys.org, [ 790 ]]

    Frage jedoch. Ziemlich offen.

    Aus alltäglicher Sicht lohnt es sich nicht, sich mit diesen Fragen zu befassen. Einige Gase und Verunreinigungen fliegen im nahezu vollständigen Vakuum in Mikrogramm-Mengen pro Hektar. Dun - und alles wird verschwinden. Übrigens ist es verschwunden. Jede Apollo-Landung auf dem Mond verdünnte die Mondatmosphäre mit Motorabgas um etwa die Hälfte.

    Aber genauso zerbrechlich und kurzlebig mag unsere irdische Materie aus der Sicht von (rein hypothetischen) Bewohnern von Neutronensternen erscheinen. Bedeutet dies, dass es in unserer Angelegenheit keine Struktur, Komplexität und nichts gibt, was es wert ist, studiert zu werden?
     

    Neutronensterne


    Wir haben viel mehr Fragen zu ihnen als Antworten, so dass fast alles in diesem Abschnitt nur mehr oder weniger begründete Hypothesen sind, die hauptsächlich aus der Überprüfung hervorgegangen sind [40]. Übrigens gut und auf Russisch.

    Neutronensterne, also auch Pulsare, sind Objekte, die um die Sonne wiegen, aber die Größe einer Stadt (20-30 km) haben, wodurch die Schwerkraft auf ihnen ~ 10 1 1 g erreicht. Mit Temperaturen von Millionen von Grad, Drücken und anderen Parametern, die auch aus den Rändern des Bildschirms herauskriechen. Ich denke, sie sehen ungefähr so ​​aus. Wenn Sie durch einen sehr, sehr dunklen Filter schauen und nicht durch Strahlung ausbrennen:


    [Basierend auf einem Bild der NASA. Hintergrundsterne herausgeschnitten, die bei der Helligkeit eines solchen Primärs nicht sichtbar sind]

    Neutronensterne haben zum einen Kerne, über die bis auf die Abschätzung des Drucks im Zentrum nur wenig bekannt ist: ~ 10 29 Atmosphären. Die Theoretiker wissen nicht einmal genau, woraus ihre Materie besteht. Aber seine Dichte ist wahrscheinlich viel höher als sogar der Atomkern Dichte (2,8 x 10 14 g / cm 3 ). Ein Stück solcher Materie von der Größe eines Bakteriums erzeugt auf seiner Oberfläche dieselbe Schwerkraft wie die Erde - für sich allein.

    Zweitens haben Neutronensterne so etwas wie einen Mantel und eine Kruste. Ich zitiere [40] : "Die Substanz der tiefsten Schalen neben dem Kern eines Neutronensterns ist eine Neutronenflüssigkeit, in die Atomkerne und Elektronen eingetaucht sind. Neutronen und Elektronen in diesen Schichten sind stark entartet, und die Kerne weisen einen Neutronenüberschuss auf - die Anzahl der Neutronen in ihnen kann ein Vielfaches der Anzahl der Protonen betragen, und nur ein riesiger Druck verhindert, dass sie zerfallen. Die elektrostatische Wechselwirkung der Kerne ist so stark, dass sie die Kerne zu einem Kristallgitter ordnen, das eine feste Sternkruste bildet. Zwischen der Kruste und dem Kern des Sterns befindet sich möglicherweise ein Mantel (seine Existenz wird jedoch nicht von allen modernen Modellen dichter Kernmaterie vorhergesagt). Die darin enthaltenen Atomkerne nehmen exotische Formen ausgedehnter Zylinder oder Ebenen an. Eine solche Substanz verhält sich wie Flüssigkristalle Die Kruste eines Neutronensterns ist in innere und äußere unterteilt. Die äußere Kruste ist durch das Fehlen freier Neutronen gekennzeichnet. Die Grenze liegt bei einer kritischen Dichte <...>, oberhalb derer das "Austreten von Neutronen" <...> aus den Kernen beginnt. <...> Mit abnehmender Ionenkonzentration schwächt sich die elektrostatische Wechselwirkung zwischen ihnen ab und dadurch wird anstelle des Kristallgitters die thermodynamische Stabilität erreicht Coulomb-Flüssigkeit. Die Position der Schmelzgrenze, die als Meeresboden eines Neutronensterns bezeichnet werden kann, hängt von der Temperatur und der chemischen Zusammensetzung der Hülle ab. Wenn die Ionenkonzentration abnimmt, schwächt sich die elektrostatische Wechselwirkung zwischen ihnen ab, und als Ergebnis erhält die Coulomb-Flüssigkeit anstelle eines Kristallgitters eine thermodynamische Stabilität. Die Position der Schmelzgrenze, die als Meeresboden eines Neutronensterns bezeichnet werden kann, hängt von der Temperatur und der chemischen Zusammensetzung der Hülle ab. Wenn die Ionenkonzentration abnimmt, schwächt sich die elektrostatische Wechselwirkung zwischen ihnen ab, und als Ergebnis erhält die Coulomb-Flüssigkeit anstelle eines Kristallgitters eine thermodynamische Stabilität. Die Position der Schmelzgrenze, die als Meeresboden eines Neutronensterns bezeichnet werden kann, hängt von der Temperatur und der chemischen Zusammensetzung der Hülle ab."

    Chemisch gesehen besteht es höchstwahrscheinlich aus Eisen. Aber vergessen Sie nicht, dass es auf eine Dichte von 10 5 - 10 9 g / cm 3 komprimiert ist , im Vergleich dazu ist unser Stahl ein Vakuum in einer Leuchtstofflampe.

    Sogar Neutronensterne haben Atmosphären." Plasma aus Wasserstoff, Helium, Kohlenstoff und Eisen, auf eine Million Grad erhitzt, aber nur wenige Millimeter dick. Und Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung und Dichte werden in diese Millimeter gepresst (Flache Welt! Das Wort des Wortes, darüber würde der Roman geschrieben werden! Aber wer hat genug Vorstellungskraft? ?) Diese Atmosphären sind normalerweise undurchsichtig und leuchten, in der Regel ist es von ihnen Wir sehen Strahlung, indem wir einen Neutronenstern durch ein Teleskop betrachten.

    Schließlich haben Neutronensterne ein Magnetfeld. Eine typische Intensität von ~ 10 12der Erde überlegen. Der Druck eines solchen Feldes beträgt ~ 10 1 6 Atmosphären. Dies reicht aus, um Atome zu plattieren, wodurch sich ihre Elektronenschalen entlang des Feldes erstrecken. Zum Leben erweckt die chemischen Bindungen , die in der Welt undenkbar waren:

    Ein starkes Magnetfeld die Stabilität des Moleküls Er macht 2 und seine Ionen Er 2 + , He 2 2+ und Er 2 3+ ., Die nicht außerhalb des Magnetfeldes existieren“ Obwohl bei Dichten, Temperaturen und Magnetfeldern, die für Neutronensterne charakteristisch sind, der Gehalt an solchen Molekülionen extrem niedrig ist ... Aber weiter auf Seite 818:Ruderman [512] schlug vor, dass ein starkes Magnetfeld Polymerketten stabilisieren kann, die sich entlang magnetischer Kraftlinien erstrecken, und dass die Anziehung dieser Ketten durch Dipol-Dipol-Wechselwirkungen zur Bildung eines kondensierten Zustands führen kann. Anschließende Arbeiten zeigten , dass die Felder B ~ 10 12 - 10 13 gauss solche Ketten tatsächlich gebildet wird , sondern nur die chemischen Elemente leichter als Sauerstoff, und deren kondensierte Phase Polymerisation erfolgt entweder in extrem hohem Feld oder bei einer relativ niedrigen Temperatur ... “. Weiter "< ...>Medin und Lai berechneten in [359] die Gleichgewichtsdichte von gesättigtem Dampf für Atome und Polymerketten von Helium, Kohlenstoff und Eisen über den entsprechenden kondensierten Oberflächen und zeigten, dass ihre Existenz mit Bedingungen in der Nähe der Oberflächen von Neutronensternen kompatibel ist Ähnliche Annahmen wurden übrigens von Dong Lai in Bezug auf die Chemie der Atmosphären der Weißen Zwerge getroffen [600] .

    Das ist ja eine neue Chemie. "Polymere aus Helium in einem starken Magnetfeld." Und wo es Polymere gibt, kann man sich die Speicherung von Informationen auf molekularer Ebene vorstellen. Aber was für ein Science-Fiction-Autor kann sich das vorstellen und qualitativ beschreiben? Nein, um "Neutronoide" in Aktion zu setzen - einfach spucken. Aber wer kann sie überzeugen? Wer kann ausgehend von der Physik die gesamte Chemie, Biologie, Gesellschaft, Psychologie und Intrige aufbauen? Wer wird endlich in der Lage sein, den Abgrund der Weltwahrnehmung zwischen einer Kreatur, die in einer entarteten Neutronenflüssigkeit lebt, und uns zu überwinden?

    Richtig. Das liegt wahrscheinlich (fast?) Daran, dass es solche Werke nicht gibt. Lesen Sie Landau, er ist weitaus praller und überzeugender.

    Aus diesem Gedankenexperiment kann jedoch etwas Nützliches gezogen werden. Das heißt, eine Klassifizierung von Zivilisationen durch die Stabilität ihrer konstituierenden Materie in das interstellare Medium einzuführen.

    Klasse 1. Stabil. Sie erleben die Bedingungen des interstellaren Reisens perfekt. Imaginäres Beispiel: einige Denksteine.

    Klasse 2. Seine Vakuumträger vertragen nicht. Aber sie haben Materie zur Hand, aus der es möglich ist, ein Raumschiff zu bauen. Das sind wir. Metall, Glas und Keramik sind raumstabil.

    Klasse 3. Gesperrt. Und sie und all ihre Materie zerfallen außerhalb der üblichen Bedingungen. Sie haben sogar nichts mit einem Raumanzug zu tun. Hypothetische Bewohner des Jupiterdarms oder der Neutronensterne fallen in diese Klasse. Das gesamte Material, das ihnen zur Verfügung steht, geht, abgesehen von enormen Belastungen, einfach in einen anderen Aggregatzustand über.

    Wenn ich also ein Bewohner eines Neutronensterns wäre, würde ich immer noch darüber nachdenken, das pulsierende Funksignal zu modulieren, um mit meiner eigenen Art zu kommunizieren. Da Sie nicht fliegen, können Sie eine so leistungsstarke (wenn auch eng begrenzte) Quelle nicht verlassen, ohne sie zu verwenden. Dies ist schließlich ihre einzige Chance, interstellare Distanzen zumindest informativ zu überwinden.
     

    Eine Milliarde Jahre nach dem Ende der Welt


    Ein typischer Steinplanet mit 1-6 Gew .-% besteht aus Kalzium [15] . Für die Bestimmtheit nehmen wir an, dass es 3% ist.

    0,187% natürliches Calcium ist [ 610 ] das Ca-48-Isotop, das eine schwache natürliche Radioaktivität aufweist. Die Halbwertszeit ist enorm: 6 * 10 19  Jahre. Jeder Zerfall erzeugt eine Energie von 4,27 MeV, von denen etwa 3 MeV auf Positronen fallen [ 620 ] und daher in Wärme übergehen.

    Basierend auf diesen Daten berechnen wir, dass ein Kubikmeter eines typischen Steinplaneten beim Zerfall von Kalzium 7 * 10 -16 Watt Wärme abgibt . Verglichen mit dem Energiefluss der Sonne oder der natürlichen Radioaktivität ist die Zahl natürlich unbedeutend.

    Aber weder die Sonne noch das Uran sind ewig.

    Stellen Sie sich vor: im Hof ​​des 1. Januar, 3 * 10 des 19. Jahres unserer Ära. Uran, Thorium und Kalium sind längst zerfallen und kommen in der Natur nicht mehr vor. Vor unzähligen Jahrhunderten brannten alle Sterne aus. Reliktstrahlung auf Nanokelvin abgekühlt. Es ist jedoch unklar, wie schnell sich die Weißen Zwerge abkühlen; Jedenfalls sind sie im 15. Jahr nicht heißer als 5 K [ 530 ] und weiter voneinander entfernt als moderne Galaxien. Das Universum ist leer, kalt, dunkel, formlos.

    Aber Planeten, die durch schreckliche Entfernungen voneinander getrennt sind, erwärmen sich weiter und leuchten leise. Aufgrund des andauernden Kalziumabbaus.

    Es ist leicht zu berechnen, dass ein erdgroßer Körper dank dieser Energiequelle eine Oberflächentemperatur von ~ 0,4 K aufrechterhalten kann. Wir berücksichtigen, dass die Wärmeleitfähigkeit felsiger Materialien bei ~ 1 K auf 10 -2 - 10 -3 W / m 2 * K abfällt. [520] . Das heißt, es ist einfach zu berechnen, dass die Eingeweide eines solchen Planeten auf 1-5 Grad Hitze erwärmt werden können!

    Sie fragen sich vielleicht, was Interessantes kann in einer so warmen Kälte passieren ? Weiß nicht. Aber ich weiß, dass diese Phänomene ~ 10 20 auf Lager habenJahre alt. Eine Zeit, die mit nichts Bekanntem zu vergleichen ist, da das heutige Universum nicht so viele Sekunden hat. Welche Ereignisse sind zu langsam , um sie sogar heute betrachten als Prozesse zu dominant werden solche Zeiten s s Skala?

    Tatsächlich hat niemand die Diffusion in einem Festkörper, einschließlich Quanten, und die Diffusion mit einer Reaktion aufgehoben, die selbstgeordnete Strukturen erzeugen kann [ 510 ] . Wenn der Transport von Substanzen des terrestrischen mikroskopischen Lebens auf der Diffusion in einer Flüssigkeit beruht, kann man sich dasselbe in einem Feststoff vorstellen, der nur 10 bis 11 Mal langsamer ist?

    Niemand hat den Übergang von Metallen zur Supraleitung abgebrochen und die von ihnen aufgenommenen Ströme anschließend umgewälzt.

    Schließlich stornierte niemand Helium. Was sich bei den angegebenen Temperaturen verflüssigen, in einen überflüssigen Zustand überführen, durch Poren und Risse in Steinen sickern, wieder einfrieren und auftauen, schrumpfen und sich ausdehnen kann und so den Materietransfer im planetaren Maßstab sicherstellt.

    Sie fragen, woher kommt Helium? Also aus Wismut! Das Land von einem Milliardstel Gewicht besteht daraus. Und Wismut besteht ausschließlich aus dem alpha-aktiven Isotop Bi-209 mit einer Halbwertszeit von 1,9 × 10 19 Jahren. Und Alpha-Partikel sind Helium. Von 3 x 10 19 - ten Jahr verwendet auf die meisten der Bismut disintegrate Formation etwa 10 14 kg Helium, das für eine bescheidene atmosferku genug ist. Es bei solchen Temperaturen zu halten, ist nicht das, was Ceres kann.

    Meine menschliche Vorstellungskraft wirbelt und dreht sich aufgeregt und spürt die ungewöhnlichen Möglichkeiten, die ein solcher Durchbruch in unbesetzter Zeit eröffnet ... und gibt nach. Geht vorbei und ist verloren und spürt weder die physische noch die alltägliche Intuition in einem solchen Ausmaß.

    Lassen Sie uns diesen Vorhang schließen, die Zukunft der Zukunft überlassen und zu alltäglichen Themen zurückkehren.

    Zum dritten Teil.

    Literatur und Referenzen
    15. Katharina Lodders und Bruce Fegley, Jr. Der Planetarwissenschaftler-Begleiter. New York, Oxford, Oxford University Press, 1998.

    40. A. Yu. Potekhin. Atmosphären und strahlende Oberflächen von Neutronensternen. Uspekhi Fizicheskikh Nauk, August 2014, Band 184, Nr. 8, DOI: 10.3367 / UFNr.0184.201408a.0793, S. 793-832. Ich empfehle dringend, zumindest die ersten Kapitel zu lesen.

    200. Patrick Irwin, Riesenplaneten unseres Sonnensystems, Eine Einführung, veröffentlicht von Springer in Zusammenarbeit mit Praxis Publishing, Chichester, Großbritannien, 2006, ISBN 3-540-31317-6

    410. https://en.wikipedia.org/ wiki / Material_properties_of_diamond

    420. Juno-Mikrowellenradiometer: http://www.irmmw-thz2014.org/sites/default/files/F2_D-39.1_Janssen.pdf(Juno bei Jupiter: Das Juno-Mikrowellenradiometer (MWR), Michael A. Janssen, Shannon T. Brown, John E. Oswald und Amarit Kitiyakara, Jet Propulsion Laboratory des California Institute of Technology, Pasadena, CA, 91108 USA)

    430. Das Innere von Jupiter, https://authors.library.caltech.edu/39188/1/Stevenson_2004p35.pdf , Tristan Guillot, David J. Stevenson, William B. Hubbard und Didier Saumon

    440. http: //solarsystem.wustl. edu / wp-content / uploads / reprints / 1994 / No49% 20Fegley & Lodders% 201994% 20Icarus.pdfChemische Modelle der tiefen Atmosphären von Jupiter und Saturn, Bruce Fegley, Jr., und Katharina Lodders, ICARUS 110, 117-154 (1994). Ja, die Arbeit wird bald ein Vierteljahrhundert sein und neue Daten sind seitdem einen Kilometer lang. Aber die Autoren sind kluge und bekannte Leute, und sie haben sich kaum richtig geirrt, so dass diese Arbeit zumindest als Anschauungsmaterial durchaus geeignet sein sollte. Außerdem bin ich aus irgendeinem Grund nicht auf neuere Studien zu diesem Thema

    gestoßen ... 450. Riesenplaneten, Tristan Guillot, Daniel Gautier, Abhandlung über Geophysik, 2. Ausgabe 00 (2014) 1–42, https://arxiv.org/ abs / 1405.3752

    460. Übersicht über die Optionen der Missionsarchitektur für Jupiter- Tiefeneintrittssonden , vorgestellt von Dr. Tibor S. Balint beim Treffen der Outer Planets Advisory Group im Boulderado Hotel in Boulder, Colorado, 9. Juni 2005,https://www.lpi.usra.edu/opag/meetings/jun2005/presentations/JDEP_OPAG_presentation.pdf

    470. Strukturen der Planeten Jupiter und Saturn, Ein Kerley Technical Services Research Report, Gerald I. Kerley, Dezember 2004. Etwas primitiv und ein veraltetes Modell, gibt aber eine Schätzung der Parameter in der Mitte des Kerns von Jupiter und der Druckdichte- und Druck-Radius-Beziehungen. Obwohl nicht ganz genau, ist es nützlich zum Verknüpfen von Daten.

    480. Ein vorläufiges Jupiter-Modell, WB Hubbard und B. Militzer, https://arxiv.org/pdf/1602.05143.pdf

    490. Vergleichen von Jupiter-Innenstrukturmodellen mit Juno-Schwerkraftmessungen und der Rolle eines verdünnten Kerns, SM Wahl, WB Hubbard, B. Militzer, T. Guillot, Y. Miguel, N. Movshovitz, Y. Kaspi, R. Helled, D Reese, E. Galanti, S. Levin, JE Connerney, SJ Bolton. Vertrauliches Manuskript eingereicht an Geophysical Research Letters, Jul 2017, https://arxiv.org/abs/1707.01997

    500. Seismologie der Riesenplaneten, Kapitel 14 des Buches Extraterrestrial Seismology - Cambridge University Press (2015), eingereicht am 6. November in Arxiv , 2014, Patrick Gaulme, Benoît Mosser, François-Xavier Schmider, Tristan Guillot, https://arxiv.org/abs/1411.1740?context=astro-ph.EP .

    510. Reaktionsdiffusionssystem: https://en.wikipedia.org/wiki/Reaction%E2%80%93diffusionssystem

    520. Eine Niedertemperatur-Wärmeleitfähigkeitsdatenbank, Adam L. Woodcraft und Adam Gray, http://reference.lowtemp.org/Woodcraft_LTD13_materials.pdf

    530. https://en.wikipedia.org/wiki/Black_dwarf#Formation

    540. RADON GAS EMANATION AUF DER MONDOBERFLÄCHE BEOBACHTET VON KAGUYA / ARD. K. Kinoshita, K. Kojima, M. Itoh, T. Takashima, T. Mitani, K. Yoshida, S. Okuno und J. Nishimura, LPSC 2016, https://www.hou.usra.edu/meetings/ lpsc2016 / pdf / 3070.pdf

    550. Vermessungsbeobachtungen von Lunar Horizon-Glow *, JJ Rennilson und DR Criswell, 13. August 1973. The Moon 10 (1974) 121-142. © Kluwer Academic Publishers, http://articles.adsabs.harvard.edu/full/1974Moon...10..121R

    555.https://www.nasa.gov/topics/solarsystem/features/leaping-lunar-dust.html

    560. Skizze der Morgendämmerung von Astronauten: https://www.nasa.gov/ames/ladee-project-scientist- update /

    600. Dong Lai, über magnetische Chemie in weißen Zwergen: http://www.nature.com/news/stars-draw-atoms-closer-together-1.11045

    610. https://en.wikipedia.org/wiki / Calcium-48

    620. Messung der Halbwertszeit des Doppel-Beta-Zerfalls und Suche nach dem neutrinolosen Doppel-Beta-Zerfall von 48Ca mit dem NEMO-3-Detektor. R. Arnold, C. Augier, AM Bakalyarov, JD Baker, AS Barabash, A. Basharina-Freshville, S. Blondel, S. Blot, M. Bongrand, V. Brudanin, J. Busto, AJ Caffrey, S. Calvez, M. Cascella, C. Cerna, JP Cesar, A. Chapon, E. Chauveau, A. Chopra, D. Duchesneau, D. Durand, V. Egorov, G. Eurin, J. J. Evans, L. Fajt, D. Filosofov, R. Flack, X. Garrido, H. Gomez, B. Guillon, P. Guzowski, R. Hodak, A. Huber, P. Hubert, C. Hugon, S. Jullian, A. Klimenko, O. Kochetov, SI Konovalov, V. Kovalenko, D. Lalanne, K. Lang, VI Lebedev, Y. Lemiere, T. Le Noblet, Z. Liptak, XR Liu, P. Loaiza, G. Lutter, F. Mamedov, C. Marquet, F. Mauger, B. Morgan, J. Mott, I. Nemchenok, M. Nomachi, F. Nova, F. Nowacki, H. Ohsumi, RB Pahlka, F. Perrot, F. Piquemal, P. Povinec, P. Pridal, YA Ramachers, A. Remoto, JL Reyss, B. Richards, CL Riddle, E. Rukhadze, NI Rukhadze, R. Saakyan, R. Salazar, X. Sarazin, Yu. Shitov, L. Simard, F. Simkovic, A. Smetana, K. Smolek, A. Smolnikov, S. Soldner-Rembold, B. Soule, I. Stekl, J. Suhonen, CS Sutton, G. Szklarz, J. Thomas V. Timkin, S. Torre, Vl.I. Tretyak, VI Tretyak, VI Umatov, I. Vanushin, C. Vilela, V. Vorobel, D. Waters, SV Zhukov und A. Zukauskas, arXiv: 1604.01710v3 [hep-ex] 16. Juni 2016, Timkin, S. Torre, Vl.I. Tretyak, VI Tretyak, VI Umatov, I. Vanushin, C. Vilela, V. Vorobel, D. Waters, SV Zhukov und A. Zukauskas, arXiv: 1604.01710v3 [hep-ex] 16. Juni 2016, Timkin, S. Torre, Vl.I. Tretyak, VI Tretyak, VI Umatov, I. Vanushin, C. Vilela, V. Vorobel, D. Waters, SV Zhukov und A. Zukauskas, arXiv: 1604.01710v3 [hep-ex] 16. Juni 2016,https://arxiv.org/abs/1604.01710

    720. Hinweise auf einen raschen Umsatz von Argon in der Mondexosphäre. Jacob A. Kegerreis, Vincent R. Eke, Richard J. Massey, Simon K. Beaumont, Rick C. Elphic, Luis F. Teodoro. arXiv: 1612.02414v1 [astro-ph.EP] 7. Dezember 2016, https://arxiv.org/abs/1612.02414

    730. Die Entwicklung und interne Struktur von Jupiter und Saturn mit Kompositionsgradienten, A. Vazan, R. Helled, M Podolak, A. Kovetz. https://arxiv.org/abs/1606.01558

    Anil Raghav, Ankush Bhaskar, Virendra Yadav, Nitinkumar Bijewar, 740. Mondfinsternis induziert in dem Mond exosphere Störung, Chintamani Pai, Vaibhav Rawoot, https: / /arxiv.org/abs/1401.6559

    750. STAUBABSTRAHLUNG ÜBER DER MONDOBERFLÄCHE: ROLLE VON LADESCHWANKUNGEN. E.V. Rosenfeld, A.V. Zakharov,https://arxiv.org/abs/1706.09664

    760. WIE DIE DIELEKTRISCHE AUFGLIEDERUNG DEN REGOLITHUS DES MONDS BEWIRKEN KANN UND ZUR EXOSPHÄRE DES MONDS BEITRAGEN KANN. AP Jordan, TJ Stubbs, JK Wilson, PO Hayne, NA Schwadron, HE Spence, NR Izenberg, https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2017/pdf/2332.pdf

    770. EIGENSCHAFTEN DER MONDEXOSPHÄRE WÄHREND DIE PERSEID 2009 METEOR-DUSCHE, Berezhnoy AA, Churyumov KI, Kleshchenok VV, Kozlova EA, Mangano V, Pakhomov YV, Ponomarenko VO, Shevchenko VV, Velikodsky Yu.I, https://arxiv.org/abs/1404.2075

    780 LUNAR HORIZON GLOW MIT DEM LASER ALTIMETER LUNAR ORBITER. MK Barker, E. Mazarico, DE Smith, X. Sun, MT Zuber, TP McClanahan, GA Neumann, MH Torrence,https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2016/pdf/1985.pdf

    790. https://phys.org/news/2013-11-plasma-crystal.html

    830. Auflösung von Natrium in flüssigem Ammoniak, Video: https://www.youtube.com/watch?v=JefumJFatsw

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