Правильный путь

То есть, в итоге, мы имеем то, что наша вселенная имеет вполне конкретные, а не беспредельные пространственные размеры, а, следовательно, и многие другие характеристики, в числе которых и строго определенное количество измерений, а значит и то, что существует она, как единый цельный объект.

Взаимодействия. К числу характерных особенностей нашего мира, весьма важных в его понимании, также относится и то, что вся находящаяся в нем материя наделена способностью к взаимодействию.

Взаимодействием называется процесс воздействия объектов друг на друга. Благодаря этой характерной особенности все объекты вселенной, от элементарных частиц до галактик, с момента своего появления, оказывают постоянное влияние друг на друга.

Способность к взаимодействию, обусловлена наличием энергии. А точнее, определенных энергетических полей у материальных объектов. Поля имеют волновую природу и представляют собой непрерывные и безграничные объекты, которые пронизывают всё пространство вселенной.

Показателем существования поля у материального объекта является свойство материи, которое называется заряд. Каждый материальный объект является обладателем нескольких видов зарядов. Каждый из видов заряда является показателем соответствующего поля, а также является количественной характеристикой, показывающей степень возможного участия объекта в том или ином взаимодействии. Например, наличие электрического заряда у материального объекта указывает на возможность электромагнитного взаимодействия с другими объектами, обладающими электрическим зарядом и то насколько интенсивным будет это взаимодействие.

Существует множество различных видов взаимодействий, но все они в конечном итоге сводятся к четырем базовым видам, происходящих с объектами всех уровней вселенной. К числу этих базовых взаимодействий относятся: сильное, электромагнитное, гравитационное и слабое.

Все эти взаимодействия осуществляются одновременно, но каждое из них играет главную роль только на определенном уровне в структуре нашего мира. Так, на уровне ядер атомов главным является сильное взаимодействие. Оно обуславливает существование и целостность ядер атомов, путем соединения протонов и нейтронов в составе единой структуры. А также делает возможным протекание процессов внутри ядер атомов, которые могут сопровождаться выделением огромных энергий. Сильное взаимодействие осуществляется только между нейтронами и протонами. Каждый из них наделен сильным ядерным полем, благодаря которому он соединен в атоме с другими нейтронами и протонами. Сильное взаимодействие гораздо сильнее всех остальных взаимодействий, но за пределами ядра атома, на расстоянии больше, чем одна десяти-триллионная (1\10¹³) мм от него, притяжение сильного взаимодействия не ощущается. Радиус действия сильного взаимодействия меньше размера атома примерно в 100 тысяч раз и на таком расстоянии оно превышает в 1000 раз электромагнитное отталкивание, действующее между заряженными частицами, а именно между протонами.

На следующем уровне главную роль играет электромагнитное взаимодействие. Через него происходит объединение электронов с ядрами атомов, что лежит в основе образования атомов, формирования из атомов молекул, а из молекул крупных молекулярных комплексов. Соответственно, оно обуславливает существование структур атомов, структур молекул, а также комплексов молекул.

Электромагнитное взаимодействие, основано на электричестве и магнетизме, между которыми существует глубокая взаимосвязь. Происходит оно только между частицами, имеющими электрический заряд. Вокруг таких материальных объектов существует электромагнитное поле, через которое частица взаимодействует с другими материальными объектами тоже носителями электрических зарядов, притягивая или отталкивая их в зависимости от знака последних.

Электромагнитное взаимодействие в отличие от сильного является дальнодействующим. Сила, с которой два неподвижных объекта, имеющих противоположные заряды притягиваются друг к другу, а имеющих одноименные заряды отталкиваются друг от друга, уменьшается с увеличением расстояния между ними по закону обратных квадратов. То есть, если расстояние увеличилось в 2 раза, то сила уменьшилась в 4.

По причине дальнодействия электромагнитное взаимодействие проявляется не только на микроскопическом уровне, но и на уровне макрообъектов. На этом уровне электромагнитное поле во вселенной является основным переносчиком энергии и информации. Большинство физических свойств макроскопических объектов, к числу которых относятся твердость, упругость, электропроводность, теплопроводность, пластичность, цвет, вязкость, плотность, и так далее, а также их изменение обеспечивается именно этим взаимодействием.

Обеспечивая целостность молекулярных и атомных систем, электромагнитное взаимодействие также лежит в основе химических превращений веществ. Новые химические вещества образуются при перераспределении электронов и ядер одного или нескольких исходных веществ, причем ядра атомов в этом процессе не меняются.

Существование различных структур на еще большем, на космическом уровне, обусловлено следующим гравитационным взаимодействием. Благодаря этому взаимодействию планеты находятся в планетных системах на околозвездных орбитах, звезды притягиваются к центрам галактик, галактики находятся в составе кремастронов.

Все материальные объекты нашего мира участвуют в гравитационном взаимодействии, всё имеющее массу притягивается друг к другу. Каждая частица испытывает на себе действие гравитации, и сама является источником гравитации. Сила, с которой два материальных объекта притягиваются друг к другу, прямо пропорциональна обеим массам и обратна пропорциональна квадрату расстояния между ними. То есть, чем больше масса этих объектов и меньше расстояние между ними, тем сильнее они притягиваются. То есть, в отношении гравитации, также как и в отношении электромагнетизма, распространение происходит по закону обратных квадратов. При этом, если расстояние равно бесконечности, то сила гравитационного притяжения соответственно будет равна нулю. И в силу того, что вселенная не является бесконечной, то, соответственно, гравитация существует везде во вселенной.

Гравитация играет значимую роль только в больших масштабах. Сила гравитации в 10⁴⁰ слабее электромагнетизма. Например, если взять 2 протона и разнести их на расстояние одного метра друг от друга, то электромагнитное отталкивание между ними будет в 10⁴⁰ раз сильнее, чем гравитационное притяжение. То есть, нужно увеличить силу гравитации в 10.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 раз, чтобы она сравнялась с электромагнетизмом. И чтобы протоны преодолели электромагнитное отталкивание, нужно собрать вместе, как минимум 10⁵⁶ протонов. Только оказавшись вместе, как единое целое, они смогут преодолеть электромагнетизм. Масса 10⁵⁶ протонов – это минимально возможная масса звезды.

Следующее, так называемое слабое взаимодействие, также как и все остальные базовые взаимодействия, представляет собой превращение одних объектов в другие, но которое происходит не в результате соединения, а в результате распада материальных объектов, а именно элементарных частиц.

Благодаря наличию слабого взаимодействия происходит бета-распад радиоактивных ядер. В результате этого процесса некоторые из нейтронов, находящихся в ядре, превращаются в протон, электрон и антинейтрино или в протон, позитрон и нейтрино. Последние два и в том и другом случае покидают ядро. Бета-распад, обусловленный слабым взаимодействием, приводит к изменению количества протонов, а, следовательно, и зарядового числа атомных ядер на единицу. Заряд ядра является определяющим в структуре электронной оболочки атома и соответственно в его химических свойствах.

Помимо нейтронов, находящихся в составе ядер атомов, слабому распаду подвержены мюоны, пи-мезоны, свободные нейтроны и другие виды частиц. Свободные нейтроны благодаря наличию слабого взаимодействия также распадаются на протон, электрон и нейтрино. То есть, одна частица исчезает, три другие появляются.

Также слабое взаимодействие обуславливает наличие термоядерных реакций внутри звезд. В результате этих реакций при последовательном соединении 4 протонов происходит возникновение гелия-4 с испусканием двух позитронов и двух нейтрино.