Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Необычность Солнечной системы  (Прочитано 34582 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн AlexAVАвтор темы

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 474
  • Благодарностей: 566
    • Сообщения от AlexAV
При внимательном рассмотрении того, что мы сегодня знаем о ранней Солнечной системе, да в принципе и о современной геохимии Земли, можно обнаружить нечто, что в нормальной среднестатистической системе быть не должно, не должно принципиально. Что это?

Начать можно с самого простого и общеизвестного факта. Изотопный состав урана. Современный уран на планете Земля содержит 0,72% урана-235. Казалось бы что ничего примечательного... Однако учтём, что 235 изотоп является относительно короткоживущим с периодом полураспада всего 704,1 млн. лет и посмотрим, что было на заре нашей Солнечной системы возраст которой составляет 4,57 млрд. лет. И получается, что если сейчас соотношение изотопов U-235:U-238 = 1:138, то тогда оно было 1:3,1. Почти треть урана на заре Солнечной системы состояла из редкого изотопа урана-235! Для нормальной межзвёздной пыли это совершенно нереальное, невозможное, соотношение. Однако это соотношение очень похоже на то, что должно получаться в «свежевыплавленных» продуктах r-процесса.

Однако на этом чудеса не заканчиваются. В минералах Земли найдены следы Pu-244 (http://www.nature.com/articles/234132a0). Эти результаты позволяют оценить кларк плутония-244 в земной коре 2,8 10-25 г/г. Учитывая кларк урана 2,4 10-6 г/г получаем современное соотношение плутоний-244: уран-238 как 1: 8,6 1018. Казалось бы ничтожно мало... Но учтём, что период полураспада плутония-244 всего 80 млн. лет. Учитывая этот факт получаем, что в ранней Солнечной системе это соотношение было 1:112. Для нормальной межзвёздной пыли тоже совершенно невероятное соотношение. Но опять же может быть объяснено тем, что материал солнечной системы был незадолго до её образования выплавлен в r-процессе.

Далее ещё интереснее. Найдены следы присутствия в прошлом в метеоритном веществе кюрия-247 (http://advances.sciencemag.org/content/2/3/e1501400). А у него период полураспада всего 15,6 млн. лет. И снова тот же вопрос. Он откуда?

Избыток Xe-129 в атмосфере Марса абсолютно невозможно объяснить без предположения о его радиогенном происхождение при распаде I-129 (период полураспада 17 млн. лет), который должен был содержаться в его ранней коре (http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/92JE02941/abstract).

Ну и наконец следы присутствия алюминия-26 (период полураспада вообще 717 тыс. лет), который в частности ответственен за дифференциацию тел размер которых не допускает нормальный дифференциации только за счёт гравитационного разогрева при их образование (Церера, Веста и т. д.) (https://arxiv.org/abs/1101.4165).

Здесь можно продолжать дальше, но думаю уже этого достаточно. Ранняя солнечная система оказывается необычно богата радиоактивными элементами, причём достаточно короткоживущими, такими что их нахождение в «нормальной» средней межзвёздной пыли в таких количествах совершенно невозможно.

Единственное разумное объяснение здесь состоит в том, что значительная часть материала солнечной системы образовалось в результате некого астрономического события, сопровождающегося интенсивным синтезом новых элементов в r-процессе. Причём это событие произошло максимум за несколько миллионов лет до формирования нашей системы.

Это уже само по себе необычно. Однако это ещё не все.

В принципе r-процесс сопровождает взрыв сверхновых. Событие не частое, но не такое уж и редкое в нашей галактике. Однако есть аргументы (http://www.nature.com/articles/nphys3574) в пользу того, что образование тяжёлых актиноидов при стандартных взрывах сверхновых идёт недостаточно эффективно и не позволяет объяснить их обилие в ранней солнечной системе. Более подходящим кандидатом на такое событие является столкновение нейтронных звёзд. А это событие хоть не уникальное, но чрезвычайно редкое, в нашей галактике оно происходит где-то раз в сто тысяч лет.

А это значит, что систем столь богатые актиноидами как наша - явления как минимум очень не частое.

Комментарий модератора раздела Тема-предшественник: Факторы уникальности Солнечной системы
« Последнее редактирование: 02 Мая 2024 [10:29:42] от Rattus »


Оффлайн AlexAVАвтор темы

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 474
  • Благодарностей: 566
    • Сообщения от AlexAV
Re: Необычность Солнечной системы
« Ответ #1 : 11 Ноя 2017 [20:49:00] »
Что это может означать для жизни и разума?

На формирование и геологии крупных планет это скажется мало. Основной источник энергии их разогрева и поддержания тектонической активности - гравитационная дифференциация недр. Распад радиоактивных элементов здесь играет подчинённую роль. Малые тела при отсутствие такого изобилия радиоактивных элементов на раннем этапе с большей вероятностью останутся не дифференцированными образованиями из хондрита. Но для возникновения жизни это всё малосущественно.

Кора планет образовавшихся из более типичного материала, чем Земля скорее всего будет обеднена элементами 6-го и 7-го периода. Но они на удивление для жизни малосущественны, из 17 элементов этой группы в значимых колличествах имеющихся на Земле для жизни несущественен ни один, хотя на Земле некоторые и достаточно распространены, скажем, свинец (кстати тут возникает вопрос случайно ли это? или может быть ещё один косвенный аргумент в пользу возможности панспермии?).

Теперь если перейти к разуму... Для рождения разума всё это тоже несущественно. И для развития цивилизации вплоть до уровня начала 20-го века тоже. Ну разве что золото и свинец будут вероятно намного менее доступны, но это скорее всего малозначимый фактор. А вот далее интереснее... Если бы не этот феномен, вероятно, актиноидных элементов в Земной коре было бы намного меньше, чем имеется по факту. При этом самого удобного материала - урана-235 не было бы практически совсем. Такая ситуация скорее всего практически исключила бы возможность возникновения ядерной энергетики. На сколько это критично тоже пока не до конца ясно...

Но если предположить, что критично, или по крайней мере важно для возможности освоения космоса, в этой интересной особенности Солнечной системы может как раз и крыться разгадка парадокса Ферми...

Оффлайн MenFrame

  • *****
  • Сообщений: 7 543
  • Благодарностей: 170
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от MenFrame
Re: Необычность Солнечной системы
« Ответ #2 : 11 Ноя 2017 [20:59:37] »
То есть факт везения есть, а как это привязать к антропному принципу не понятно.
Наука есть организованный скептицизм в достоверности экспертного мнения.  Ричард Фейнман
Свобода, есть форма ответственности за необходимую глупость. (не помню кто сказал)

Оффлайн LV46

  • *****
  • Сообщений: 7 098
  • Благодарностей: 411
    • Сообщения от LV46
Re: Необычность Солнечной системы
« Ответ #3 : 11 Ноя 2017 [21:08:45] »
И получается, что если сейчас соотношение изотопов U-235:U-238 = 1:138, то тогда оно было 1:3,1.
Не думаю, что подобные экстраполяции имеют отношение к реальным соотношениям изотопов в прошлом.
(кликните для показа/скрытия)

То есть факт везения есть, а как это привязать к антропному принципу не понятно.
К антропному принципу ничего привязывать не надо, на то он и антропный принцип.

Оффлайн AlexAVАвтор темы

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 474
  • Благодарностей: 566
    • Сообщения от AlexAV
Re: Необычность Солнечной системы
« Ответ #4 : 11 Ноя 2017 [21:11:59] »
Не думаю, что подобные экстраполяции имеют отношение к реальным соотношениям изотопов в прошлом.

На каком основание? Периоды полураспада - строгие константы. Новый уран с момента формирования Земли на планету в значимых количествах из внешнего источника не поступал. Это делает такого рода оценки весьма точными.

Оффлайн Kaiserfrogling

  • *****
  • Сообщений: 1 762
  • Благодарностей: 56
  • GrimGermanishGenius
    • Сообщения от Kaiserfrogling
Re: Необычность Солнечной системы
« Ответ #5 : 11 Ноя 2017 [21:22:19] »
Новый уран с момента формирования Земли на планету в значимых количествах из внешнего источника не поступал.
Есть версия что большинство урана получено в результате первичной метеоритной бомбардировки, для подтверждения или опровержения надо сравнивать глубинные слои земли и луны - судя по количеству тяжелых элементов в том числе урана и тория на поверхности луны (там не было гравитационной дифференциации) скорее правильна чем нет
В юности Платон встретил некого философа утверждавшего "Я не вижу богов - значит их нет!". Платон ответил "А я не вижу того что у меня за спиной! Получается этого тоже нет?". Потом повернулся к собеседнику спиной и сказал "А теперь я не вижу и тебя!"

Оффлайн Anatoly

  • *****
  • Сообщений: 4 725
  • Благодарностей: 279
    • Сообщения от Anatoly
Re: Необычность Солнечной системы
« Ответ #6 : 11 Ноя 2017 [21:24:11] »
...вероятно, актиноидных элементов в Земной коре было бы намного меньше, чем имеется по факту. При этом самого удобного материала - урана-235 не было бы практически совсем. Такая ситуация скорее всего практически исключила бы возможность возникновения ядерной энергетики. На сколько это критично тоже пока не до конца ясно...
Т.е. возможная проблема для технологий - в неоткрытии радиоактивности?
ИМХО, при отсутствии естественных более-менее доступных радиоактивных элементов - радиоактивность была бы открыта после массового применения фотопленки, конденсаторов, газоразрядных изделий (ставших счетчиками) и прочих подобных "случайных" регистраторов:
- сначала на основе обнаружения широких атмосферных ливней космических частиц (и зависимости их интенсивности и состава от высоты в атмосфере) - обнаруживается сам факт не-фотонных "излучений"
- потом строятся "эмуляторы" подобных явлений - линейные ускорители (сначала ионов-электронов, а потом и того, что может получиться из этого), циклотроны и тп и тд
- ну а потом по результатам "облучения" разнообразными ускоренными частицами (попутно придумываются и электро-реактивные двигатели...) - синтезируются первые радиоактивные элементы, изучение которых и позволит обнаружить и классифицировать виды радиоактивного распада....

Ну а насчет "практического применения" - да, проблемы будут (и цена таких работ будет занебесной) - но так ли уж плохо для разума практическая невозможность создания ядерного оружия? Или РИТЭГов? Или сверхдороговизна технологий исследований на основе радиоактивных изотопов? - ИМХО, эти элементы для технического развития вряд ли являются критичными - вместо разработки ракетных технологий для "носителей ядерного оружия" - может пойти разработка этих технологий сначала для суборбитальных реактивных самолетов, а потом уже, как эволюция - сначала добавляются ракетопланы (для безвоздушного), а потом появятся уже и "чистые" ракеты...
А если учесть, что Солнце никуда не денется - то вместо РИТЭГов можно заняться интенсификацией  КПД солнечных батарей...
« Последнее редактирование: 11 Ноя 2017 [21:41:25] от Anatoly »
Используемое оборудование
(кликните для показа/скрытия)

Оффлайн Golossvyshe

  • *****
  • Сообщений: 8 564
  • Благодарностей: 532
    • Сообщения от Golossvyshe
    • Будущее будет светлым, или его не будет вовсе
Re: Необычность Солнечной системы
« Ответ #7 : 11 Ноя 2017 [21:28:07] »

AlexAV, всё Вами изложенное можно выразить гораздо короче – «Аллахакбаааар!!!» :D

Цитата
Начать можно с самого простого и общеизвестного факта. Изотопный состав урана. Современный уран на планете Земля содержит 0,72% урана-235. Казалось бы что ничего примечательного... Однако учтём, что 235 изотоп является относительно короткоживущим с периодом полураспада всего 704,1 млн. лет и посмотрим, что было на заре нашей Солнечной системы возраст которой составляет 4,57 млрд. лет. И получается, что если сейчас соотношение изотопов U-235:U-238 = 1:138, то тогда оно было 1:3,1. Почти треть урана на заре Солнечной системы состояла из редкого изотопа урана-235! .
Неверно.
Собственно, подставляя в формулу соотношение 1:1 мы и получаем истинный возраст взрыва сверхновой-прародительницы, поставившей тяжёлые элементы для нашего светила и его системы.
Там были и другие изотопы урана, и тоже в близких кол-вах. Только они, естественно, распались задолго до аккреции СС.

Цитата
Однако на этом чудеса не заканчиваются. В минералах Земли найдены следы Pu-244.
Ну и что?
Содержание изотопов плутония в момент взрыва было весьма близким к изотопам урана. Но из всех до аккреции дожил лишь Pu-244.

Цитата
Ну и наконец следы присутствия алюминия-26 (период полураспада вообще 717 тыс. лет), который в частности ответственен за дифференциацию тел размер которых не допускает нормальный дифференциации только за счёт гравитационного разогрева при их образование (Церера, Веста и т. д.) (https://arxiv.org/abs/1101.4165).
А это сногсшибательное «открытие» «британских учёных» вообще занимает у меня почётное место между выбитой «Тейей» Луной и захваченным марсианской атмосферой Фобосом (и Деймосом) ;D
Нет ничего такого. Это научный подлог.
Наличие ЖН-метеоритов может быть объяснено одним-единственным способом – гравитационная дифференциация недр достаточно крупной планеты с последующим её дроблением (до обломков размером в сотни км – иначе не выйдет видманштеттеновых фигур)
Как и откуда – не моё дело. ::) Пусть ищут, пока не найдут!

Цитата
Здесь можно продолжать дальше, но думаю уже этого достаточно.
Да более чем. 8)

Итак, на место почившей в бозе гипотезы Джинса выдвинута новая, призванная обосновать библейскую версию «мы одни». Причём в ход идут прямые подлоги и передёргивания.
И даже неважно, кто спонсирует сих «исследователей» - Ватикан, саудовские шейхи или кто-то ещё. Важен сам посыл – мы уникальны и неповторимы.

 

Оффлайн LV46

  • *****
  • Сообщений: 7 098
  • Благодарностей: 411
    • Сообщения от LV46
Re: Необычность Солнечной системы
« Ответ #8 : 11 Ноя 2017 [21:29:35] »
Новый уран с момента формирования Земли на планету в значимых количествах из внешнего источника не поступал.
Даже если основываться на ваших словах
Более подходящим кандидатом на такое событие является столкновение нейтронных звёзд. А это событие хоть не уникальное, но чрезвычайно редкое, в нашей галактике оно происходит где-то раз в сто тысяч лет.
То, поступал. Одно слияние на 100 тысяч лет даёт методом экстраполирования 45 000 слияний за время существования СС, тем более, что более ранняя галактика была более активной (сюда же доплюсуем более активные взрывы сверхновых), а это значит, что слияний было больше (а также постепенно долетало вещество от более ранних взрывов) - даже здесь метод экстраполирования не работает, точнее работает в большую сторону.

Оффлайн AlexAVАвтор темы

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 474
  • Благодарностей: 566
    • Сообщения от AlexAV
Re: Необычность Солнечной системы
« Ответ #9 : 11 Ноя 2017 [21:30:47] »
Есть версия что большинство урана получено в результате первичной метеоритной бомбардировки

Тут вопрос куда глубже... Откуда он вообще взялся в Солнечной системе с таким (исходно) необычным изотопным составом, а вместе с ним масса других куда более короткоживущих радиоактивных элементов, которых в таких количествах в межзвёздной среде в норме быть не может. Те же следы присутствия кюрия в ранней солнечной системе как раз нашли в веществе метеоритов. Признаки наличия в прошлом короткоживущего алюминия-26 там же. Т.е. проблема изначального необычного избытка радиоактивных изотопов относится не только к Земле, но и к Солнечной системе в целом.

P.S. Изотопный состав урана по всей солнечной системе (по крайней мере там, где такие измерения были проведены) приблизительно одинаковый и соответствует изотопному составу урана Земли. Исключение — некоторые метеориты, где найден избыток U-235, что интерпретируется как свидетельство существования Cm-247 во время их образования.

Оффлайн MenFrame

  • *****
  • Сообщений: 7 543
  • Благодарностей: 170
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от MenFrame
Re: Необычность Солнечной системы
« Ответ #10 : 11 Ноя 2017 [21:36:16] »
в таких количествах в межзвёздной среде в норме быть не может.
Почему собственно не может? Есть какие то серьезные данные по изотопному составу млечного пути?
Наука есть организованный скептицизм в достоверности экспертного мнения.  Ричард Фейнман
Свобода, есть форма ответственности за необходимую глупость. (не помню кто сказал)

Оффлайн Goodricke

  • *****
  • Сообщений: 10 124
  • Благодарностей: 927
  • Deaf astronomer
    • Сообщения от Goodricke
Re: Необычность Солнечной системы
« Ответ #11 : 11 Ноя 2017 [21:37:13] »
В Солнечной системе есть много неизвестные химические элементы. В таблице Менделеева такое нету. Миллионы лет назад много химических элементов исчезли.  ::)
Конечно, Вселенная бесконечна! ∞

Оффлайн AlexAVАвтор темы

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 474
  • Благодарностей: 566
    • Сообщения от AlexAV
Re: Необычность Солнечной системы
« Ответ #12 : 11 Ноя 2017 [21:49:25] »
То, поступал. Одно слияние на 100 тысяч лет даёт методом экстраполирования 45 000 слияний за время существования СС, тем более, что более ранняя галактика была более активной (сюда же доплюсуем более активные взрывы сверхновых), а это значит, что слияний было больше (а также постепенно долетало вещество от более ранних взрывов) - даже здесь метод экстраполирования не работает, точнее работает в большую сторону.

Здесь существенный момент состоит в том, что чтобы объяснить общую странность Солнечной системы придётся принять, что она образовалась буквально из продуктов выброшенных при этом слияние в течение не более, чем нескольких миллионов лет после этого события в непосредственной его окрестности. Что, согласитесь, событие совсем не ординарное. Далеко не каждая система в нашей галактике образуется именно так.

тем более, что более ранняя галактика была более активной

Слияние двух нейтронных звёзд может произойти только в плотной двойной двух голубых сверхгигантов, которые в процессе своей эволюции породят плотную пару нейтронных звёзд. Причём произойдёт такое слияние не сразу, а только после того, как эта пара излучит большую часть своей энергии орбитального движения в виде гравитационных волн. Такие конфигурации, которые это могут сделать за какое-то обозримое время, в принципе достаточно редки.

Одно слияние на 100 тысяч лет даёт методом экстраполирования 45 000 слияний за время существования СС

Если сравнивать с 200 млрд. звёзд в нашей галактике это ведь ничтожно малое число.

При этом число систем с жизнепригодными планетами, которые могли так образоваться, будет совсем невелико. А расстояние между подобными системами, даже если мы такие не единственные в галактике — огромно, намного больше среднего межзвёздного расстояния.

Оффлайн AlexAVАвтор темы

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 474
  • Благодарностей: 566
    • Сообщения от AlexAV
Re: Необычность Солнечной системы
« Ответ #13 : 11 Ноя 2017 [21:55:39] »
Собственно, подставляя в формулу соотношение 1:1

Всё-таки не 1:1. Даже в r-процессе изотопы образуются с неодинаковой вероятностью. Чётные и в этом случае всё же преобладают над нечётными. А общая распространённость элементов уменьшается (за свинцом) с увеличением их атомного номера (в значительной степени из-за ненулевой вероятности деления при захвате нейтрона).

Оффлайн MenFrame

  • *****
  • Сообщений: 7 543
  • Благодарностей: 170
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от MenFrame
Re: Необычность Солнечной системы
« Ответ #14 : 11 Ноя 2017 [21:57:28] »
чтобы объяснить общую странность Солнечной системы придётся принять, что она образовалась буквально из продуктов выброшенных при этом слияние в течение не более, чем нескольких миллионов лет после этого события в непосредственной его окрестности.
Подобные взрывы могут инициировать создание звездных систем, поскольку создают скачек плотности межзвездного газа.
Наука есть организованный скептицизм в достоверности экспертного мнения.  Ричард Фейнман
Свобода, есть форма ответственности за необходимую глупость. (не помню кто сказал)

Оффлайн Митрич

  • *****
  • Сообщений: 2 616
  • Благодарностей: 157
  • Я люблю астрономию. Причём бескорыстно!
    • Сообщения от Митрич
Re: Необычность Солнечной системы
« Ответ #15 : 11 Ноя 2017 [22:06:22] »
AlexAV

По-моему. Вы просто на халяву предоставляете публике эксклюзивный, никем ещё вроде как не пользованный сюжет крутого фантастического боевика: все вышеперечисленные Вами артефакты - последствия страшной войны, которая велась в Солнечной системе некими высокотехнологичными цивилизациями всего-то несколько миллионов (а может и сотен тысяч!) лет назад! :-X О, а человечество тогда, со всеми его пороками - есть биологический отход этой войны(расплодившиеся беглецы из госпиталя, пленные, тогдашние власовцы и т.п.)

Ну как? ;D 
« Последнее редактирование: 11 Ноя 2017 [22:15:19] от Митрич »
Начинаю понимать, почему Иван Ефремов в "Туманности Андромеды" единственным отрицательным героем вывел именно астронома(Пура Хисса).

С точки зрения пасущегося барана мясокомбинат - очень смешная конспирология.

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 487
  • Благодарностей: 222
    • Сообщения от sharp
Re: Необычность Солнечной системы
« Ответ #16 : 11 Ноя 2017 [22:17:21] »
Кора планет образовавшихся из более типичного материала, чем Земля скорее всего будет обеднена элементами 6-го и 7-го периода. Но они на удивление для жизни малосущественны, из 17 элементов этой группы в значимых колличествах имеющихся на Земле для жизни несущественен ни один
Однако концентрации урана в месторождениях, как правило, объясняются биогенным происхождением. То есть, для жизнедеятельности неких микроорганизмов уран играл важную роль (вероятно, как источник энергии?).
Таким образом, нужно найти ответ, была ли жизнедеятельность тех бактерий критически важна для эволюции жизни на Земле?

Оффлайн gas

  • *****
  • Сообщений: 1 231
  • Благодарностей: 14
  • и все таки она вертится
    • Сообщения от gas
Re: Необычность Солнечной системы
« Ответ #17 : 11 Ноя 2017 [22:33:39] »
Если этих редких изотопов нет на Солнце, тогда их не могло быть и при образовании СС.
Тогда остается единственная вероятность, что изотопы образовались уже в процессе  развития СС, и может даже некоторые и недавно, тем более, что подобных изотопов навалом в местах жизнелеятельности человека.

Оффлайн gas

  • *****
  • Сообщений: 1 231
  • Благодарностей: 14
  • и все таки она вертится
    • Сообщения от gas
Re: Необычность Солнечной системы
« Ответ #18 : 11 Ноя 2017 [22:38:23] »
Кора планет образовавшихся из более типичного материала, чем Земля скорее всего будет обеднена элементами 6-го и 7-го периода. Но они на удивление для жизни малосущественны, из 17 элементов этой группы в значимых колличествах имеющихся на Земле для жизни несущественен ни один
Однако концентрации урана в месторождениях, как правило, объясняются биогенным происхождением. То есть, для жизнедеятельности неких микроорганизмов уран играл важную роль (вероятно, как источник энергии?).
Таким образом, нужно найти ответ, была ли жизнедеятельность тех бактерий критически важна для эволюции жизни на Земле?
ну да, без тех бактерий мы бы сейчас не имели бы месторождения урана и прочих тяжелых элементов, но сами бактерии чисто боковые ветви в эволюции не более того, в противном случае вы имели бы организмы с высокой концентрацией определенных тяжелых изотопов.

Оффлайн viesis

  • *****
  • Сообщений: 2 927
  • Благодарностей: 47
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от viesis
Re: Необычность Солнечной системы
« Ответ #19 : 11 Ноя 2017 [22:58:49] »
Кора планет образовавшихся из более типичного материала, чем Земля скорее всего будет обеднена элементами 6-го и 7-го периода. Но они на удивление для жизни малосущественны, из 17 элементов этой группы в значимых колличествах имеющихся на Земле для жизни несущественен ни один
Однако концентрации урана в месторождениях, как правило, объясняются биогенным происхождением.
С каких это пор?