20 Январь 2018 Суббота

Резонанс и двойной резонанс


Резонанс и двойной резонанс
2017-12-08 09:51

Резонанс и двойной резонанс

Резонанс понимается как равенство частоты колебаний двух различных материалов.

Простой пример из жизни может дать нам представление, что физики имеют в виду под «атомным резонансом». Представьте себе, что вы и ваш ребенок находитесь на игровой площадке с качелями. Ребенок сидит на качелях, вы толкаете качели, и ребенок начинает качаться. Чтобы качели не останавливались, вы все время толкаете их сзади. Но очень важен ритм этих толчков. Каждый раз, когда качели оказываются наравне с вами, вы в нужный момент, т.е. когда качели достигают самой высокой точки в движении по направлению к вам, толкаете их. Если вы толкнете качели слишком рано, то произойдет сбой ритма движения, если же толчок будет произведен слишком поздно, то ваши усилия будут напрасны, потому что качели уже начнут движение от вас. Другими словами, частота толчков должна соответствовать частоте положений, когда качели оказываются вровень с вами.

Физики называют такое «соответствие частот» резонансом. Движение качелей имеет определенный уровень частоты: например, они достигают вас каждые 1,7 секунды. Разумеется, если вы захотите, вы можете изменить частоту движения качелей, но, если вы сделаете это, вам также придется изменить частоту толчков, в противном случае качели не будут качаться ритмично /33/.

Так же, как резонируют два или более движущихся тела, резонанс может возникнуть, когда одно движущееся тело вызывает движение другого. Такой тип резонанса часто наблюдается в музыкальных инструментах и называется «акустическим резонансом». Например, он может возникнуть между двумя хорошо настроенными скрипками. Если на скрипке играют в комнате, в которой находится другая скрипка, то ее струны будут вибрировать и производить звук, даже если никто не касается ее струн. Это происходит потому, что оба инструмента были настроены на одну и ту же частоту, вибрация струн одной из скрипок вызывает вибрацию струн другой /34/.

Это простые примеры резонанса, которые легко наблюдать в жизни. В физике существуют другие, более сложные типы резонанса. Так, в случае с атомными ядрами резонанс может быть очень сложным и необыкновенно чувствительным к различным воздействиям.

Каждое ядро атома обладает определенным уровнем естественной энергии, которую физики смогли определить только после длительных исследований. Уровни этой энергии абсолютно разные. Тем не менее, было обнаружено несколько редких случаев резонанса атомных ядер. Когда такой резонанс возникает, движение ядер находится в гармонии друг с другом, как в случае с качелями или скрипкой. Важным обстоятельством является то, что этот резонанс ускоряет ядерные реакции, что не может не оказать воздействия на ядра атомов /35/.

Эдвин Салпетер, изучая способ, которым на красных гигантах создается углерод, высказал предположение, что между гелием и бериллием существует резонанс, который способствует соединению атомов гелия с бериллием, ускоряя эту реакцию. Это могло бы объяснить подобную реакцию на красных гигантах, однако последующие исследования не подтвердили данное предположение.

Астроном Фрез Хойл также занимался этим вопросом. Он продвинул идею Салпетера несколько дальше, введя понятие «двойного резонанса». Хойл говорил, что должно существовать два резонанса: один – который способствовал бы соединению двух атомов гелия с бериллием, и другой – который заставлял бы третий атом гелия присоединиться к этой хрупкой конструкции. Никто не поверил Хойлу. Было достаточно трудно принять мысль о возникающем один раз, абсолютно точно рассчитанном резонансе, и уж совершенно невозможной казалась вероятность появления такого резонанса второй раз. Хойл проводил свои исследования в течение многих лет и в конце концов доказал, что его мысль была правильной: действительно, на красных гигантах имел место двойной резонанс. В определенный момент в унисон начинали резонировать два атома гелия, и в течение 0,000000000000001 доли секунды  появлялся необходимый для создания углерода атом бериллия. Джорж Гринштайн пишет, почему двойной резонанс представляет собой удивительный механизм: «В этом удивительном явлении присутствуют три различные структуры – гелий, бериллий и углерод – и два отличающихся друг от друга резонанса. Трудно понять, почему ядра этих элементов так хорошо взаимодействуют друг с другом. Другие ядерные реакции не представляют собой такой удивительной цепочки благоприятных возможностей. Это все равно что обнаружить резонанс между машиной, велосипедом и грузовиком. Почему же тогда такие разные структуры великолепно смешиваются друг с другом? А ведь от этого зависит наше существование и существование всех форм жизни во Вселенной» /36/.

Несколькими годами позже было установлено, что элементы, подобные водороду, также возникли в результате таких удивительных резонансов. Последовательный материалист Фред Хойл, открывший эти «необыкновенные превращения», вынужден был признать в книге «Галактика, ядра и квазары», что двойной резонанс является результатом некоего замысла, а не простого совпадения /37/. В другой статье он писал: «Если бы вы захотели создать углерод и водород в равных количествах посредством звездного ядерного синтеза, вам пришлось бы установить те уровни, которые характерны только для них. Разумное объяснение этих фактов предполагает, что некий высший интеллект позабавился с физикой, химией и биологией и что в природе нет никаких слепых сил, о которых стоило бы говорить. Числа, полученные на основании этих фактов, кажутся столь впечатляющими, что нет никаких причин подвергать сомнению это заключение» /38/.

Хойл заявил, что ученые не должны оставить без внимания этот неизбежный вывод: «Я не верю, что ученый, который изучал эти данные, не пришел бы к заключению, что законы ядерной физики были созданы с учетом тех последствий, которые они вызывают внутри звезд» /39/.

Эта простая истина была раскрыта в Коране 14 столетий тому назад. Аллах говорит о гармонии сотворения небес в следующем аяте:

«Ужель не видите вы, как Аллах построил семь небес рядами?» (Коран, 71:15).

Ensonxeber.az/ru


 

хроника новостей

Все новости