Temperatur- und Druckfiktion, 2/3

Teil 2. Gehen

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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 es!) Und Änderungsanträge. Vielen Dank!

Dieser Abschnitt wird nicht sehr tief sein. Und es wird eine kleine Tour durch die Außenbezirke des pT-Diagramms geben, die selbst von Popularisierern der Wissenschaft nur selten besucht wird. Warum? Um zu zeigen, dass der Reichtum an Welten und Phänomenen höchstwahrscheinlich überhaupt nicht abnimmt, wenn man sich vom üblichen „Zentrum der Welt der Bedingungen“ entfernt. Und dass an diesen Orten wahrscheinlich etwas Interessantes und Handlungsbildendes passieren kann ... vorausgesetzt, mindestens ein professioneller Schriftsteller kann es qualitativ überdenken. Dies ist jedoch ein separates Diskussionsthema im dritten Teil. Hier werden wir nur ferne Welten haben. Nicht in Parsecs weit, aber nicht weniger schwer fassbar.

Jupiter

So sieht es von außen aus:



Und so nach modernen Konzepten ^{[ 490 ]} von innen:

[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 superkomprimiertem Wasserstoff gelöst ist. Deshalb werde ich mich auf weniger ernsthafte Tiefen beschränken. Tausende sind etwa 15 Kilometer entfernt. Der Druck dort beträgt ~ 2 Millionen Atmosphären und die Temperatur beträgt 6-7 Tausend Grad. Wasserstoff (davon ~ 90% in Jupiter) wird dort auf eine Dichte von 200 kg / m ³ komprimiert, teilweise in Metall umgewandelt und ähnelt in seiner Konsistenz etwas zwischen Benzin und Quecksilber - wenn sie sich ineinander lösen könnten.

Aber Helium will sich in dieser Mischung nicht auflösen. Und deshalb wird es in Tropfen gesammelt und mit einer Art Helium "Regen" ausgesät. 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 Tropfen, die aus Zehntausenden von Kilometern verschwunden sind, spurlos auflösen. Das alles bei 6000 Grad.

Irgendwo dort oder knapp darüber wird das Magnetfeld des Jupiter geboren. Tatsächlich können wir uns das Funktionsprinzip eines magnetischen Dynamos nicht einmal irdisch vorstellen. Es ist nur klar, dass das bereits vorhandene Magnetfeld die konvektiven Strömungen von leitendem Material auf dem Planeten auf listige Weise „verbiegt“, um ihre Energie zu nutzen und sich dadurch selbst zu verstärken. In dieser Hinsicht ähnelt es dem irdischen Leben, das auch auf den Energieflüssen "rollt", die für die Sedimentation zugänglich sind, sei es Sonnenlicht oder der Abfluss von Schwefelwasserstoff aus dem Darm.

Es ist möglich, dass sich die zonalen Winde des Jupiter in Form solcher zylindrischen 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 Jupiter dank Optik und nahem Infrarot nur bis zu einer Tiefe von etwa 4 Atmosphären untersucht werden ^[200] - das sind etwa 40 Kilometer. Bei Millimeterwellen können Sie bis zu 100 Atmosphären durchbrechen ^[200] , das sind 260 Kilometer. Juno, Hören “bei einer Wellenlänge von 50 cm kann es kaum etwas bis zu ~ 550-600 Kilometern erkennen, wo der Druck 1000 Atmosphären erreicht ^{[ 420 ]} und die Temperatur 1300 Kelvin beträgt. Aber im Maßstab des Bildes aus dem Titel sind es nur neun Pixel:



Wir brauchen zehnmal tiefer - ungefähr ein bisschen.

Vielleicht einen Lander schicken?

Galileo konnte 1995 160 Kilometer auf 22 Atmosphären und 152 Grad Celsius stürzen. Zwei Pixel.

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

Und wenn Sie im großen Stil phantasieren, können Sie sich ein solches Schema einfallen lassen. Wir nehmen eine kugelförmige Bathyscaphe aus einkristallinem Diamant. Mit ein paar Metern dicken Wänden, die mit Rhenium verstärkt sind (ich glaube nicht, dass es helfen wird, aber wie es sich anhört!), Decken wir mit etwas wasserstoffbeständigem ab. Wir haben einen Atomreaktor zur aktiven Kühlung angelegt. Wir stopfen mit Geräten und werfen auf den Planeten. Kommunikation - mit kleinen Popup-Sonden. Dies ist natürlich Science Fiction - aber Science Fiction ist immer noch wissenschaftlich.

Diamant, die am stärksten komprimierende Substanz, kann ^{[ 410 ] einer} Druckdifferenz in der Größenordnung von 100 GPa oder Millionen Atmosphären standhalten. Bis zur Geometrie der Herstellung kann eine solche Sonde 8-9.000 Kilometer in den Jupiter hineinschauen. Dies ist bereits in der Nähe von Heliumregen und magnetischem Dynamo. Aber auch das ist nur 1/8 des Radius des Planeten ...

Was kann man bei einem solchen Tauchgang beobachten?

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

Die Atmosphäre auf 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 Ihnen gefällt oder nicht, niemand weiß es natürlich. Aber Gold ist ziemlich inert und für Metall relativ flüchtig, so dass dies der Physik nicht widerspricht.

In tausend Atmosphären erreicht die Gasdichte ~ 20 kg / m ³ - und dieses Gas kann einfach nicht mehr als Gas betrachtet werden. Um ihn herum können sich Wolken aus Natriumsulfid Na ₂ S befinden.

Auf 700 Kilometern mit 4.800 Atmosphären und 2.000 Kelvin schweben Wolken aus Magnesiumsilikat MgSiO ₃ draußen ^{[ 440 ]} . Es ist wahr, es ist schwer am Aussehen des Fensters zu erkennen, und im Allgemeinen ist es unwahrscheinlich, dass er jemanden beeindrucken wird:



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

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 naheliegendste visuelle Analogie dazu ist die Auflösung von Natrium in flüssigem Ammoniak ^{[ 830 ]} . Mit zunehmender Konzentration an freien Elektronen verdunkelt sich die Lösung, verliert an Transparenz und erhöht die elektrische Leitfähigkeit.

In einer Tiefe von mehr als 2 Millionen Atmosphären ist Eisen in metallischem Wasserstoff löslich ^{[ 450 ]} , und bei felsigen Mineralien tritt dies über 5 Millionen Atmosphären und 10.000 Grad auf ^{[ 450 ]} . Was wird in einem Viertel der "Tiefen des Jupiter" erreicht. Ferner ist seine Materie wahrscheinlich eine Art überdichte, überhitzte, teilweise ionisierte "Brühe" aus metallischem Wasserstoff mit Verunreinigungen anderer Elemente.

Könnte dort etwas Faszinierenderes passieren, als diese "Brühe" gleichmäßig zu mischen? Diese Frage verfolgt viele.

Nach [ 730 ] kann der tiefe Darm des Jupiter also eine mehrschichtige Struktur haben. Mit unregelmäßigen Konzentrationen von Verunreinigungen zwischen den Schichten. Nun, es ist wie auf der Erde, wenn die kalte rauchige Luft einen klaren „Kuchen“ Smog über der Stadt sammelt. Nur auf Jupiter werden diese Sprünge durch den Unterschied nicht in der Temperatur, sondern in der chemischen Zusammensetzung verursacht. Zum Beispiel wird mehr SiO ₂ in der unteren Schicht gelöst - und dies macht es schwer genug, um der Konvektion standzuhalten. Es ist klar, dass an den Grenzen solcher Schichten starke Änderungen sowohl der Temperatur als auch der chemischen Zusammensetzung auftreten werden. Angenommen, die Substanz AB zerfällt in sehr großer Tiefe in die Komponenten A + B. Oben sind sie bereit, sich wieder zu verbinden, aber dieser Prozess ist langsam. Der Mangel an Konvektion verhindert, dass sie aufsteigen und sich mit der Atmosphäre vermischen. Infolgedessen kann sich direkt unter der Schichtgrenze ein Überschuss an getrenntem A und / oder B ansammeln. Ein entferntes Analogon unserer Ölschicht. Wenn dort etwas erscheint , das die Reaktion A + B -> AB katalysieren kann, hat es eine chemische Energiequelle, die sich zu jemandem entwickeln kann . Natürlich ist dies für die Entstehung des Lebens sehr wenig - aber genug, um die Idee eines Laufs nicht abzulehnen.

Kann dieses bedingt vorgestellte Leben uns irgendwie kontaktieren? Auf sie zu klettern ist definitiv kontraindiziert. Gewohnt an den Druck, der manchmal sogar Stein komprimiert, an die Umgebung, in der Eisen ein Gas und ein Bestandteil der Lösung ist, verdunstet es in den oberen Schichten des Jupiter einfach und zerfällt wie Schaum im Wind.

Elektromagnetische Wellen treten, wie wir bereits festgestellt haben, nicht aus solchen Tiefen auf. Zumindest wegen der Schicht aus metallischem Wasserstoff.

Schwerkraft? Dichtestrukturen in den Tiefen des Jupiter fangen wir gut ein. Wenn sie Zehntausende von Kilometern groß sind.

Magnetfeld? Juno-Magnetometer "sehen" auf das Niveau von metallischem Wasserstoff, d.h. zwei Millionen Atmosphären. Es kann Hoffnung für sie geben.

Modulation des Neutrino-Flusses? Bisher haben wir Schwierigkeiten, diese Partikel von der ganzen Sonne zu registrieren.

Und es bleibt ... Ton. Gewöhnliche Schallwellen. Welche, wie in [ 500 ] gezeigt, in Jupiter Zehntausende von Kilometern zurücklegen können und die wir kürzlich zu entdecken gelernt haben. Es stimmt, wir sprechen nur von Frequenzen von ungefähr einer Million Hertz. Bei solchen Schwankungen dauert die Übertragung des von Ihnen gelesenen Textes etwa 300 Jahre. Nachdem wir es mit einem Morsecode codiert haben, können wir es viel schneller per Funk an einen benachbarten Stern senden. Manchmal kann die Unähnlichkeit der Bedingungen eine viel größere Barriere darstellen als physische Entfernungen.

[Haftungsausschluss. Um das ganze Bild zu zeigen, habe ich die Materialien aus [200, 420 , 430 , 440 , 450 , 470, 480 , 490 , 500 , 730 ] in diesem Artikel gemischt. Sie basieren häufig 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 daran zu erinnern, dass das Zusammenführen der Frankenstein-Zucht angewendet wird. Gültig für Überprüfungszwecke, aber nur.]

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 den Anschein einer Gasschale. Es ist wahr, es ist ungefähr 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 festen Tank wegnehmen.

Trotzdem passieren in dieser verdünnten Region genug interessante Dinge auf dem pT-Diagramm, so dass viele Menschen jedes Jahr eine Reihe von Artikeln veröffentlichen, zusammenkommen, um sie zu diskutieren und sogar eine interplanetare Station (LADEE) speziell für die Untersuchung der Mondatmosphäre zu starten.

Eine solche Arbeit ^{[ 720 ]} über Materialien von LADEE ist dem Mondargon gewidmet. Die Atmosphäre dort besteht im Wesentlichen daraus. 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 größer als für andere, und ab der Tageszeit ändert sich seine Menge im Allgemeinen um das Zehnfache. Tatsächlich handelt es sich hierbei nicht um eine „Gashülle“, sondern um eine Art Wolkenatmung, Größenänderung, Wanderung, Temperaturempfindlichkeit, Ionisierung durch den Sonnenwind, die Zusammensetzung des Bodens, die vorübergehend an seiner Oberfläche „haften“ oder sich dauerhaft in „Kältefallen“ an den Polen niederlassen kann . Als Ergebnis im Weltraum verloren und durch den Zerfall von Kalium in der Mondkruste befeuert. Die angebliche Quelle ist möglicherweise für den entdeckten "Argonbuckel" über den westlichen Mondmeeren verantwortlich.

^{[Der Artikel wurde für die Website https://geektimes.ru/ geschrieben . Bitte beachten Sie beim Kopieren das Original. Der Autor des Artikels ist Evgeny Bobukh. Sie können den Autor mit Kryptowährung an den im Profil angegebenen Adressen unterstützen. ]]}

Eine andere Veröffentlichung ^{[ 540 ]} untersucht das Mondatmosphärenradon. Er wurde dort buchstäblich von Atomen 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. Als sich die Station im Orbit befand, Revolution für Revolution, war es genau das, was die Stückatome des Radons herausschnüffelte und ein Bild der Welt darauf aufbaute. Für das menschliche Auge scheint die Mondatmosphäre nichts Interessantes zu sein:



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

Obwohl ich lüge. Vor einem halben Jahrhundert gibt es ein Rätsel mit einer vollständig visuellen Darstellung.

Bereits 1968 fotografierte die Landestation Surveyor 7 ^{[ 550 ] [ 555 ]} von der Mondoberfläche aus etwas Ähnliches wie ... eine Morgendämmerung:


[Bildnachweis: NASA, [ 555 ]]

Amerikanische Astronauten beobachteten 1972 aus der Mondumlaufbahn ähnliche Phänomene ^{[ 560 ]} :

[Bildnachweis: NASA, [ 560 ]]

Was kann dort jedoch in den Sonnenstrahlen scheinen, wenn keine Luft vorhanden ist? Heute ist allgemein anerkannt, dass dies ... Staub ist. Mikroskopisch elektrisch geladene Teilchen, die buchstäblich Meter über der Oberfläche schweben, erzeugen an Mondmorgen eine "Morgendämmerung".

Alles ist gut, aber was bringt sie auf? Das elektrische Feld zwischen dem schattierten und dem exponierten Sonnenwind ^{[ 740 ]} ? Mikroskopische Schwankungen der elektrischen Ladung ^{[ 750 ]} ? Mikrofehler mit einer „Explosion“ von Regolithpartikeln ^{[ 760 ]} ? Schläge von Mikrometeoriten ^{[ 770 ]} (obwohl es unwahrscheinlich ist - ich denke schon selbst daran). Warum sind einige moderne Studien ^{[ 780 ]} dieser Monddämmerungen nicht direkt? Nehmen diese Partikel mit „Springbrunnen“ ab, wenn sich der Terminator bewegt, schweben sie gleichmäßig? Kann sich ein sogenannter Plasmakristall bilden, dessen Struktur aus unserer Sicht sehr instabil ist - aber durchaus geordnet?


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

Die Frage jedoch. Ziemlich offen.

Im Alltag lohnt es sich nicht, diese verdünnten Dinge zu studieren. Einige Gase und Verunreinigungen fliegen im fast 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 etwa der Hälfte der Motorabgase.

Aber genauso zerbrechlich und vergänglich 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, das es wert ist, studiert zu werden?

Neutronensterne

Wir haben viel mehr Fragen als Antworten, daher sind fast alle in diesem Abschnitt nur mehr oder weniger gerechtfertigte Hypothesen, die hauptsächlich aus der Überprüfung hervorgehen [40]. Gut übrigens und auf Russisch.

Neutronensterne, sie sind auch Pulsare, sind Objekte, die um die Sonne wiegen, aber die Größe einer Stadt (20-30 km), wodurch die Schwerkraft auf ihnen ~ 10 ^{1 1} g erreicht. Bei Temperaturen von Millionen Grad, Drücken und anderen Parametern, die ebenfalls aus den Bildschirmrändern 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. Herausgegebene Hintergrundsterne, die bei der Helligkeit eines solchen Primärteils nicht sichtbar sind]

Neutronensterne haben zum einen Kerne, über die nur wenig bekannt ist, außer um den Druck im Zentrum abzuschätzen: ~ 10 ²⁹ Atmosphären. Theoretiker wissen nicht einmal wirklich, woraus ihre Sache besteht. Aber seine Dichte ist wahrscheinlich viel höher als die Dichte selbst eines Atomkerns (2,8 · 10 & sup4; g / cm³). Ein Stück solcher Materie von der Größe eines Bakteriums erzeugt auf seiner Oberfläche die gleiche Schwerkraft wie die Erde - 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 Kerne sind Neutronenüberschuss - die Anzahl der Neutronen in ihnen kann die Anzahl der Protonen um ein Vielfaches überschreiten, und nur ein riesiger Druck verhindert deren Zerfall. Die elektrostatische Wechselwirkung der Kerne ist so stark, dass der Kern in einem Kristallgitter angeordnet wird, das eine feste Sternkruste bildet. Der Mantel kann die Wiege und der Kern des Sterns sein (seine Existenz wird jedoch nicht von allen modernen Modellen dichter Kernmaterie vorhergesagt). Die darin enthaltenen Atomkerne haben exotische Formen ausgedehnter Zylinder oder Ebenen <...> Eine solche Substanz verhält sich wie Flüssigkristalle <... > Die Kruste des Neutronensterns ist in innere und äußere Kruste unterteilt. Die äußere Kruste zeichnet sich durch das Fehlen freier Neutronen aus. Die Grenze liegt bei einer kritischen Dichte <...>, oberhalb derer 'Neutronenleckage' <...> aus den Kernen beginnt. <...> Mit abnehmender Konzentration Ionen schwächt sich die elektrostatische Wechselwirkung zwischen ihnen ab, und als Ergebnis erhält die Coulomb-Flüssigkeit anstelle des Kristallgitters 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 besteht es höchstwahrscheinlich aus Eisen. Aber vergessen Sie nicht, auf eine Dichte von 10 ⁵ - 10 ⁹ g / cm ³ komprimiert, verglichen mit der unser Stahl ein Vakuum in einer Leuchtstofflampe ist!

Neutronensterne haben auch Atmosphären. Aus einem Plasma aus Wasserstoff, Helium, Kohlenstoff und Eisen erwärmt sich unter einer Million Grad. Aber nur wenige Millimeter dick. Und Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung und Dichte werden in diese Millimeter gedrückt (flache Welt! Das Wort, darum würde es in einem Roman gehen! Aber wer hat genug Vorstellungskraft?) Diese Atmosphären sind normalerweise undurchsichtig und leuchtend; In der Regel ist es ihre Strahlung, die wir sehen, wenn wir einen Neutronenstern durch ein Teleskop betrachten.

Schließlich haben Neutronensterne ein Magnetfeld. Eine typische Spannung ist ~ 10 ¹² mal größer als die irdische. Der Druck eines solchen Feldes beträgt ~ 10 ^{1 6} Atmosphären. Dies reicht aus, um Atome zu glätten, wodurch sich ihre Elektronenschalen entlang des Feldes ausdehnen. Und um chemische Bindungen zum Leben zu erwecken, die auf der Erde undenkbar sind:

" Ein starkes Magnetfeld macht das He ₂ -Molekül und seine He ₂ ^{+ -} , He ₂ ²⁺ - und He ₂ ^{3+ -Ionen} , die außerhalb des Magnetfelds nicht existieren, stabil."Obwohl "bei Dichten, Temperaturen und Magnetfeldern, die für Neutronensterne charakteristisch sind, der Gehalt solcher Molekülionen extrem niedrig ist ... ", schlug Ruderman [512] auf Seite 818 vor: " Ein starkes Magnetfeld kann Polymerketten stabilisieren." entlang magnetischer Kraftlinien verlängert, und dass die Anziehung dieser Ketten aufgrund von Dipol-Dipol-Wechselwirkungen zueinander zur Bildung eines kondensierten Zustands führen kann. Nachfolgende Studien haben gezeigt, dass sich solche Ketten tatsächlich in den Feldern B ~ 10 ¹² - 10 ¹³ G bilden. nur chemische Elemente leichter Sauerstoff und deren kondensierte Phase Polymerisation erfolgt entweder in extrem hohem Feld oder bei einer relativ niedrigen Temperatur ... “. Als nächstes "<...> 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 den Bedingungen vereinbar ist in der Nähe der Oberfläche von Neutronensternen. Ähnliche Annahmen wurden übrigens ^von Dong Lai in Bezug auf die Chemie der Atmosphären weißer 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 die Tat umzusetzen - einfach spucken. Aber wer kann sie überzeugen? Wer wird in der Lage sein, beginnend mit der Physik alle Chemie, Biologie, Gesellschaft, Psychologie und Intrigen aufzubauen? 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 daran, dass es (fast?) Keine solchen Werke gibt. Lesen Sie Landau, er ist viel ausstechender und überzeugender.

Aus diesem Gedankenexperiment kann jedoch etwas Nützliches gezogen werden. Eine Klassifizierung der Zivilisationen nach der Stabilität ihrer Bestandteile für das interstellare Medium einzuführen.

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

Klasse 2. Seine Vakuumträger tolerieren nicht. Aber sie haben Materie zur Hand, aus der man ein Raumschiff bauen kann. Das sind wir. Metall, Glas und Keramik sind im Weltraum stabil.

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 Darms von Jupiter- oder Neutronensternen fallen in diese Klasse. Das gesamte Material, das ihnen über den enormen Druck hinaus zur Verfügung steht, wird einfach in einen anderen Gesamtzustand überführt.

Wenn ich also in einem Neutronenstern wohnhaft wäre, würde ich immer noch darüber nachdenken, das Pulsar-Funksignal zu modulieren, um mit meiner eigenen Art zu kommunizieren. Da Sie nicht fliegen, können Sie eine so leistungsstarke (wenn auch eng zielgerichtete) Quelle nicht verlassen, ohne sie zu verwenden. Dies ist schließlich ihre einzige Chance, interstellare Entfernungen zumindest informativ zu überwinden.

Eine Milliarde Jahre nach dem Ende der Welt

Ein typischer Steinplanet enthält 1-6 Gew .-% Kalzium ^[15] . Für die Bestimmtheit gehen wir von 3% aus.

0,187% des natürlichen Kalziums sind ^{[ 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 7 * 10 ^-16 Watt Wärme aus dem Kalziumzerfall abgibt. Im Vergleich zum 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 ​​vom 1. Januar, dem 10. Januar des ^19. Jahres unserer Ära. Uran, Thorium, Kalium sind vor langer Zeit zerfallen und kommen in der Natur nicht vor. Vor unzähligen Jahrhunderten haben alle Sterne ausgebrannt. Auf Nanokelvin abgekühlte Reliktstrahlung. Es ist jedoch unklar, wie schnell die weißen Zwerge abkühlen; Auf jeden Fall sind sie bis zum Jahr ~ ^10-15 nicht heißer als 5 K ^{[ 530 ]} und weiter voneinander entfernt als moderne Galaxien. Das Universum ist leer, kalt, dunkel, formlos.

Aber die Planeten, die durch schreckliche Abstände voneinander getrennt sind, erwärmen sich weiter und leuchten leise. Aufgrund des anhaltenden Abbaus von Kalzium.

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

Sie fragen sich vielleicht - was kann bei einer so warmen Kälte interessant sein? Weiß nicht. Aber ich weiß, dass diese Phänomene ~ 10 ²⁰ Jahre in Reserve haben. Eine Zeit, die mit nichts Bekanntem unvergleichlich ist, weil das heutige Universum nicht so viele Sekunden hat. Welche Phänomene, die zu langsam sind, um sie heute überhaupt als Prozesse zu betrachten, werden auf einer solchen Zeitskala dominieren?

Tatsächlich hat niemand die Diffusion in einem Festkörper, einschließlich des Quanten, und die Diffusion mit einer Reaktion aufgehoben, die in der Lage ist, selbstgeordnete Strukturen zu erzeugen ^{[ 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 hob den Übergang von Metallen zur Supraleitung auf, mit der anschließenden Zirkulation der von ihnen erfassten Ströme.

Schließlich stornierte niemand Helium. Diese können sich bei den angegebenen Temperaturen verflüssigen, in einen superfluiden Zustand verwandeln, durch Poren und Risse in Steinen sickern, wieder einfrieren und auftauen, schrumpfen und sich ausdehnen und so die Übertragung von Materie auf planetarischer Ebene sicherstellen.

Sie fragen, woher kommt Helium? Also aus Wismut! Das Land von einem Milliardstel Gewicht besteht daraus. Und Wismut besteht vollständig aus dem alpha-aktiven Isotop Bi-209 mit einer Halbwertszeit von 1,9 × 10 ¹⁹ Jahren. Und Alpha-Teilchen sind Helium. Im 3 * 10 ^19. Jahr wird der größte Teil des Wismuts zerfallen und etwa 10 ¹⁴ Kilogramm Helium freisetzen, was für eine bescheidene Atmosphäre ausreicht. Es bei solchen Temperaturen zu halten ist nicht wie die Erde, jeder Ceres wird es können.

Meine menschliche Vorstellungskraft wirft sich aufgeregt um und spürt die ungewöhnlichen Möglichkeiten, die ein solcher Durchbruch in unbesetzter Zeit eröffnet ... und gibt nach. Passiert und ist verloren, ohne ein Gefühl für körperliche oder alltägliche Intuition in einem solchen Ausmaß.

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

Zum dritten Teil.