Участник:Мурад Зиналиев/Феномены, нарушающие принцип сохранения
Традиционно, феномены, нарушающие принципы сохранения, в современном естествознании характеризуются либо как аномалии, либо, по умолчанию, остаются без удовлетворительного физического описания.
Научные принципы, как правило, являются высказываниями не объектного языка науки, а ее мета языка, утверждающего нечто о правилах, требованиях к элементам самих научных теорий (принцип относительности Галилея, принцип дополнительности Бора, принцип соответствия, принцип простоты, принцип конструктивности математических объектов, принцип непротиворечивости и т. д.).[1]
В частности, принцип сохранения — фундаментальный физический принцип, согласно которому при определённых условиях некоторые измеримые физические величины, характеризующие замкнутую физическую систему, не изменяются с течением времени. Законы же сохранения в физике представляют из себя установленные экспериментальным путём численные взаимосвязи физических параметров замкнутых физических систем, которые, в идеале, поддаются описанию в виде математической формулы.[2]
Например, количество энергии, импульса, момента импульса, массы и электрического заряда в замкнутой физической системе управляются соответствующими законами сохранения, объединёнными общим принципом сохранения, который устанавливает, что определенное физическое свойство (т. е. измеримая величина) не изменяется с течением времени в пределах изолированной физической системы[2].
Природные процессы и принцип сохранения[править]
Подавляющее большинство природных процессов, идущих во Вселенной, имеют ограниченную четырёхмерным пространством-времени свободу осуществления. А потому, произвольно выбранные замкнутые физические системы поддаются описанию языком формальной логики и принимают форму законов физики[2].
Между тем, движущей силой разнообразных природных феноменов является самоорганизация — процесс, в котором некоторая форма общего порядка возникает из локальных взаимодействий между частями изначально неупорядоченной системы. В частности, самоорганизация наблюдается в диссипативных системах (диссипативных структурах, от лат. dissipatio — «рассеиваю, разрушаю») — открытых системах, которые оперируют вдали от термодинамического равновесия. Процесс самоорганизации в этом случае представляет из себя устойчивое состояние (стационарная или неравновесная открытая система), возникающее в неравновесной среде при условии диссипации (рассеивания) энергии и/или вещества, которые поступают извне. Такая структура характеризуется спонтанным возникновением нарушения симметрии (анизотропии) и образованием сложных, иногда хаотических структур, где взаимодействующие частицы и фрагменты системы демонстрируют дальние корреляции. Известными примерами из повседневной жизни являются конвекция, турбулентный поток, циклоны, ураганы, гейзеры и живые организмы. Но самоорганизующимися системами также являются любые объекты во Вселенной, демонстрирующие наличие структуры, которая сформировалась в потоке энергии и/или вещества: атомы, молекулы, живые организмы, небесные тела, обладающие внутренней активностью (планеты, их спутники, кометы, звёзды, звёздные системы и галактики, квазары), пространство Вселенной и др.[3][4][5][6][7]
В числе природных феноменов, в которых проявляется процесс самоорганизации, находятся такие, которые в рамках доминирующего мировоззрения:
- либо не имеют удовлетворительного физического описания источника энергии и движущих сил,
- либо не подчиняются принципу сохранения энергии и/или вещества, а потому представляют из себя индикаторы, указывающие на Вселенную, как на открытую физическую систему.[8]
Примеры феноменов, не имеющих удовлетворительного физического описания источника энергии и движущих сил[править]
Проблема формирования областей низкого и высокого атмосферного давления[править]
Наиболее распространённые и в той же мере ошибочные представления о факторах, формирующих области низкого и высокого атмосферного давления, связаны с вертикальной циркуляцией воздуха за счёт неравномерности разогрева Солнцем поверхности земного шара. Согласно этим представлениям, зарогретый солнечными лучами тёплый воздух поднимается в верхние слои атмосферы и создаёт зону пониженного давления, а холодный опускается, создавая область повышенного давления. Считается, что таким образом возникает движущая сила, организующая воздушные и морские потоки (ветра и течения), которые циркулируют по всему земному шару. Предполагается, что эти воздушные потоки ответственны за формирование атмосферных явлений, таких как ураганы, торнадо, грозы и т. п.

Проблема формирования областей низкого и высокого атмосферного давления становится очевидной, если провести простой анализ доминирующих представлений в отношении этих феноменов:

- температура воздуха земной атмосферы распеределена таким образом, что, например, в летнее время воздух над поверхностью песка в пустыне Сахара может прогреваться до показателя выше +50°C, а на высоте 10 км на границе тропосферы над этой же поверхностью то же самое время может быть ниже —50°C, однако никакой конвекции воздуха за счёт перепада температуры при этом не наблюдается (см. рис. 3);
- для преодоления логического противоречия, нарушающего причинно-следственный принцип, между утверждением "низкое даление является следствием циркуляции воздуха" и противоположным утверждением "циркуляция воздуха возникает вследствие перепада давления" вводится источник энергии, позволяющий описать, казалось бы, непротиворечивым образом природу исследуемых феноменов, — солнечная энергия, которая обеспечивает термическое расширение воздуха (формирование области низкого давления), перепад давления, с последующей инициацией и поддержанием циркуляции земной атмосферы;
- однако концепция солнечной энергии, как источника движущих сил процесса формирования областей как низкого, так и высокого атмосферного давления опровергаются эмпирическими данными:
- области, где атмосферное давление отклоняется от нормальной величины, формируются независимо от солнечной энергии в ночное время или в заполярье в период полярной ночи, которая длится несколько месяцев,
- на поверхности океанов и континентов существуют груглогодичные области как высокого, так и низкого атмосферного давления,
- на поверхности небесных тел (планет и их спутнов), находящихся за астрономической снеговой линией[11], наблюдается атмосферная активность (циклоны, антициклоны, ветра), которые, например, на газовых гигантах, в тысячи раз намного интенсивнеее (скорость ветра достигает 250—-350 км в час), чем активность земной атмосферы.
Проблема формирования областей низкого и высокого атмосферного давления снимается в рамках решения гравитационно-метеорологического парадокса — противоречащей законам физики атмосферы, обратной корреляции между осцилляцией гравитационного поля Земли[12] и колебаниями атмосферного давления.

Проблема формирования атмосферных и океанический течений[править]
Формирование атмосферных и океанических течений описывается в рамках концепций:
- общей циркуляции атмосферы (циркуляций Хэдли, умеренных и полярных широт) — системы замкнутых течений воздушных масс, проявляющихся в масштабах континентов и океанов или всего земного шара (циклоны, антициклоны, муссоны, пассаты и др.);
- местной циркуляции атмосферы, которая определяется физико-географическими условиями конкретной местности (бризы, горно-долинные ветры и др.); [13][14]
- морских (океанических) течений, вызванных и влекущим действием ветра, наклоном уровня моря и изменением плотности воды[15].
Считается, что главной причиной возникновения воздушных течений в атмосфере служит неравномерное распределение солнечного тепла на поверхности Земли, что приводит к неодинаковому нагреванию почвы, водной поверхности и воздуха в различных поясах земного шара, в результате чего формируется неоднородное распределение атмосферного давления, что, в свою очередь, является причиной формирования циркуляций земной атмосферы разного масштаба. Кроме притока солнечной энергии к важнейшим факторам относятся также вращение Земли вокруг своей оси, эксцентриситет орбиты планеты и наклона её оси, неоднородность подстилающей поверхности, трение в пределах пограничного слоя атмосферы (о почву, водную поверхность), содержание в атмосфере водяного пара и др. парниковых газов и угловой скорости вращения планеты (из-за действия Кориолиса силы, зависящей от широты).[14][13]
Концепция общей и местной циркуляции атмосферы является несостоятельной, поскольку неоднородное распределение атмосферного давления не может быть обеспечено за счёт солнечной энергии.
О несостоятельности концепции общей циркуляции атмосферы, в части касающейся источника энергии и движущих сил, свидетельствуют свойства земной атмосферы, которые неосуществимы в рамках этой доминирующей концепции:
- на поверхности планеты наблюдаются квазипостоянные крупномасштабные барические аномалии (круглогодичные области повышенного или пониженного давления) — так называемые центры действия атмосферы: в субполярных широтах Северного полушария — Исландский и Алеутский барические минимумы, в субтропических — Азорский и Гавайский барические максимумы и др.[13]
- в океанах существуют объединённые атмосферные и морские течения (см. рис. 3), перемещающиеся в направлении, противоположном направлению пассатов и переносов и связанных с ними морских течений (см. рис. 1):
- экваториальное противотечение в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах направлено с востока на запад,
- противотечения за окраинами континентов, примерно, за 70 параллелью северного полушария и за, примерно, 55 широтой южного полушария направлены с запада на восток.
В дополнение к указанным выше причинам, можно добавить существенный список аномалий, которые противоречат механизму общей циркуляции земной атмосферы — это целый ряд как регулярных, так и нерегулярных колебаний в атмосфере:
- в Индийском и Тихом океанах отмечается так называемая осцилляция Маддена—Джулиана — изменение количества осадков с периодом 30–60 дней,
- в стратосферном ветре экваториальных широт чётко проявляется квазидвухлетняя цикличность (с периодом около 26 мес);
- существуют аномалии циркуляции атмосферы, связаные с явлениями Эль-Ниньо (область более высокого, чем обычно, давления воздуха на над Индонезией, Австралией и через Индийский океан до Атлантики) и Ла-Нинья (высокое давление над центральной и восточной частью Тихого океана и более низкое давление над большей частью остальной части тропиков и субтропиков)[16][17], при которых изменяются режимы так называемой зональной циркуляции Уокера, Индийского муссона, центров действия атмосферы, атмосферных блокирований и др;
- в вариациях циркуляции атмосферы Северного полушария отмечаются особенности Североатлантического колебания (характеризуемого взаимной динамикой североатлантического центров действия атмосферы) и тесно связанного с ним Арктического колебания.[13]
Принимая во внимание то обстоятельство, что направление и геометрия воздушных потоков совпадают с направлением и геометрией океанических течений расположеных под ними, несложно прийти к выводу о едином источнике энергии и общем характере движущих сил этих природных феноменов.
Проблема формирования облаков, циклонов и тонадо[править]
Рис. 34. Схематическое изображение зависимости атмосферного давления и уровня моря от силы гравитации. Показания приборов космической миссии GRACE противоречат физике процессов в атмосфере и в гидросфере (гравитационно-метеорологический парадокс). P11, P12 – атмосферное давление, P21, P22 – давление в водной среде. Рис. 35. Иллюстрация изменений уровня геоида в бассейне реки Амазонка в период с марта по декабрь 2003 года. Изображение предоставлено: GRACE NASA.
Ещё более наглядный пример — это периоды летней жары и засухи на Пелопоннесе (Греция), или на Апеннинском полуострове (Италия). Следуя общепринятым взглядам, днём и вечером более горячий воздух над поверхностью полуострова должен вытесняться менее разогретым воздухом, находящимся над поверхностью морей, которые окружают эти части суши. И действительно, такого рода морской бриз существует. Возникающая конвекция должна формировать зону низкого давления над Грецией и Италией, с последующем формированием облачности и выпадением осадков. Но этого не происходит. Иногда засуха длится нескольких месяцев! Температура в это время года настолько высока, что происходит самовозгорание растительности, вырабатывающей эфирные масла. Лесные пожары должны дополнительно стимулировать подъём горячего воздуха над сушей за счёт движения прохладного воздуха со стороны окружающих эти полуострова морей. Мельчайшие частицы гари, поднимаясь ввысь, просто обязаны служить центрами конденсации влаги в верхних слоях атмосферы, что неизбежно должно приводить к немедленному формированию облаков с последующим выпадением осадков. Но нет, ничего такого не наблюдается в сезон засухи! Гипотеза циркуляции земной атмосферы за счёт перепада температур, как механизм формирования облаков, является не более чем городской легендой.
Рис. 36. Карта среднегодовых максимальных колебаний уровня вод в бассейне Амазонки. Повышение уровня вод наблюдается в диапазоне 2.3-21.8 метров. Источник: Amazon Waters.
Безусловно, в природе существует феномен самоорганизации материи в виде циркуляции газов и жидкости, когда градиент температуры среды выше адиабатического градиента температуры. Например, кипение воды при нагревании её в чайнике или турбулентное вертикальное движение воздушных струй над асфальтом в жаркий солнечный день. Однако перепад температуры воздуха за счёт его разогрева солнечными лучами не может обеспечить процесс формирования облаков. И это не трудно понять, если вспомнить, что облака образуются независимо от того, затянуто ли всё небо тучами или нет, стоит ли знойный летний день или зимняя арктическая ночь. Реальным фактором, определяющим величину атмосферного давления, является осцилляция силы гравитации. Снижение интенсивности гравитации в определённой области земного шара приводит к падению там атмосферного давления, что, в свою очередь, является причиной формирования облачности и выпадения осадков. [8]
Рис. 37. Фотография крупных гроз в Бразилии.
Те облака на фотографии, которые имеют плоскую верхнюю часть — грозовые.
Источник: NASA Visible Earth.
Так, например, чтобы сформировать грозовое облако (см. рис. 34) необходимо поднять порядка 1012м3 влажного воздуха на высоту до 20 км. Подъём необходимого количества воздуха организуется путём формирования вертикальных потоков в виде воздушных колонн. Скорости восходящего потока могут легко достигать 30 м/с или примерно 85 км/ч. Каждая колонна называется ячейкой, а грозовое облако обычно состоит из нескольких ячеек. Среднее время жизни каждой ячейки составляет 30 минут. [68] Обычно одна ячейка содержит 8·108 кг воды [68]. Для поднятия такого количества жидкости на указанную выше высоту требуется порядка 1.2x1014 джоулей на ячейку. Если среднее время жизни ячейки составляет 30 минут, то средняя величина энергии, затраченная на формирование одной ячейки, составляет 2·1010 Вт, что эквивалентно мощности примерно 1 атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму. В нижней части ячейки могут формироваться торнадо. Вертикальная скорость воздуха, поднимающегося в виде центральной струи через отверстие в кольце торнадо, может достигать 80 м/с или 300 км/час. Радиальные скорости воздуха, текущего из области притока на периферии в угловую область (которая питает центральную струю), по оценкам, достигают 50 м/с или 180 км/час. [68] И наоборот, увеличение силы гравитации приведёт к увеличению толщины атмосферы и, как следствие, к увеличению давления атмосферного столба, что, в свою очередь, изменит состояние атмосферы на ясную погоду без осадков. Однако, длящаяся несколько десятков лет космическая миссия GRACE, направленная на изучение гравитационного поля Земли, фиксирует наличие гравитационно-метеорологического парадокса, когда в зоне низкого атмосферного давления, например, в зимний сезон дождей в Амазонии, образуется зона повышенной гравитации (см. рис. 35), а в засушливый сезон, когда над Амазонией формируется область высокого атмосферного давления, сила гравитации оказывается ниже уровня гравитации геоида. [8] Парадокс разрешается, если предположить, что источник осцилляции гравитационного поля планеты является тем же неизвестным современной науке объектом в центре планеты, что генерирует магнитное поле земного шара (см. раздел 3.8. «Недипольный характер магнитного поля Земли»). Этот источник индуцирует процессы (является движущей силой наблюдаемых феноменов) в гидро- и атмосфере. Космическая миссия GRACE фиксирует суммарное гравитационное воздействие как от центра планеты, так и от дополнительных (или уменьшенных) масс материи которая собирается (или убывает) на поверхности земного шара в результате подъёма (или снижения) уровня океанических и подземных вод, а также в результате повышения плотности атмосферы за счёт образования облаков. Причём гравитационное воздействие на космические измерительные приборы со стороны сосредоточенных на поверхности Земли водных масс оказывается в 100 раз значительнее источника в центре Земли, поскольку расстояние от космических аппаратов до избыточных водных масс на поверхности планеты в 10 раз меньше, чем расстояние от спутников до неизвестного современной науке источника гравитационного поля в центре планеты, который создаёт наблюдаемую осцилляцию. [8]
Проблема формирования небесных тел из газопылевых облаков[править]
Общепринято, что процесс зарождения небесных тел в солнечной системе шёл через формирование аккреционного диска, коллапса протозвёздной туманности в центральное светило, формирование планетоземалей. Планетоземаль — это небесное тело на орбите вокруг протозвезды, образующееся в результате постепенного приращения более мелких тел, состоящих из частиц пыли протопланетного диска. Астрофизические наблюдательные данные указывают на существование в космическом пространстве молодых звёзд, окружённых газопылевой дискообразной туманностью, как, например, диск вокруг звезды HL Tauri. Причём этот диск имеет видимую структуру — разделён тёмными областями на множество концентрических окружностей (см. рис. 23). Численное моделирование показало, что для инициации таких процессов, как формирования аккреционного диска, так и зарождения планетоземали, необходим зародыш в виде небесного тела.[18]
Главный пояс астероидов в солнечной системе и облако Оорта за её границами существуют порядка 4 млрд лет и почему-то небесные тела, численность которых просто громадна, не объединяются в единый объект. Коллизия причинно-следственных связей налицо — для того, чтобы сформировались Солнце и планеты необходим процесс аккреции вещества, протопланетный диск, планетоземали, а для организации процесса аккреции вещества, создания протопланетного диска и планетоземалей — нужны небольшие небесные тела. Теоретики склоняются к мнению о том, что в роли зародыша протосолнца и планет солнечной системы выступает тёмная материя.[18]
Примеры феноменов, нарушающих принцип сохранения[править]
Радикально негативное отношение к идее существования процессов, нарушающих принцип сохранения, объясняется глубоко и надёжно укоренившегося в сознании многих поколений знания об эмпирическом факте нерушимости и повсеместности действия этого принципа. Вместе с тем, с увеличением количества научных данных растёт список природных феноменов, нарушающих принцип сохранения.[8]
Тёмная энергия и тёмная материя[править]

Два широко разрекламированных природных феноменов являются образцами нарушения принципа сохранения энергии-вещества:
- ускоренное увеличение метрики пространства-времени[20] (энергия, обеспечивающая этот процесс, берётся из ниоткуда — тёмная энергия),
- аномальные проявления свойств гравитации на космологических[21] масштабах (необходимо дополнительное количество материи, которая могла бы объяснить эту аномалию, — тёмная материя).[8]
В современной науке сложилась противоречивая ситуация, когда гипотезы тёмной энергии и тёмной материи, с одной стороны, возникают из астрофизических наблюдений, а с другой стороны, очередные научные статьи содержат отчёты о том, что тёмная материя найдена в ещё одном уголке Вселенной[22]. Между тем, проведенные научные исследования раз за разом выявляют не тёмную материю, а гравитационную аномалию, которую невозможно объяснить при помощи доминирующей в современную эпоху теории гравитации (за счёт барионной материи).
Необходимость введения в оборот понятий тёмная энергия и тёмная материя является иллюстрацией того, как принцип сохранения энергии и материи (необъяснимое с энергетической точки зрения увеличение метрики пространства-времени и гравитационные аномалии) нарушается на уровне крупномасштабной структуры Вселенной.[8]
В последние два десятилетия тёмной материи приписывают ещё одну способность — распадаться с образованием электрон-позитронных пар (не путать с поляризацией вакуума). [26] Однако гипотеза существования тёмной материи не подтверждается в экспериментах по обнаружению её гипотетических частиц, предсказанных некоторыми теоретиками. [4] Поэтому непонятно, по какой схеме и на какие составные части это нечто распадается, в результате чего мы наблюдаем реальный физический феномен образования электрон-позитронных пар. В современной науке сложилась противоречивая ситуация, когда гипотезы тёмной энергии и тёмной материи, с одной стороны, возникают из астрофизических наблюдений, а с другой стороны, очередные научные статьи содержат отчёты о том, что тёмная материя найдена в ещё одном уголке Вселенной. Между тем, проведенные научные исследования раз за разом выявляют не тёмную материю, а гравитационную аномалию, которую невозможно объяснить при помощи доминирующей в современную эпоху теории гравитации (за счёт барионной материи). Необходимость введения в оборот понятий тёмная энергия и тёмная материя является иллюстрацией того, как принцип сохранения энергии и материи (необъяснимое с энергетической точки зрения увеличение метрики пространства-времени и гравитационные аномалии) нарушается на уровне крупномасштабной структуры Вселенной.
См. также[править]
- Теория растущей Земли
- История развития теории растущей Земли
- Кризис теории тектоники литосферных плит
Примечания[править]
- ↑ Лебедев С. А. Научный принцип // Философия науки: Словарь основных терминов. — Москва : Академический Проект, 2004 - 316 с.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 Закон сохранения (англ.) // Britannica
- ↑ Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. — Москва: Прогресс, 1986. — 430 с.
- ↑ Camazine S. Self-organization in Biological Systems. — Princeton University Press,2003. — ISBN 978-0-691-11624-2
- ↑ Ilachinski A. Cellular Automata: A Discrete Universe. World Scientific, 2001. — 247 p. — ISBN 978-981-238-183-5
- ↑ Арсанова Г. И. Концептуальная модель гейзерной геологической структуры // The scientific heritage. — 2023. — № 107. — С. 29—44
- ↑ Арсанова Г. И. Вулкан как глубинная геологическая стрктура (Механизмы возникновения и стока магм) // The scientific heritage. — 2020. — № 50. — С. 16—24
- ↑ 8,0 8,1 8,2 8,3 Зиналиев М. Теория растущей Земли. К решению проблемы источника энергии и вещества // Уральский геологический журнал. — 2025. — № 1 (163). — С. 3—63
- ↑ U.S. Standard Atmosphere 1976.
- ↑ Солнечная постоянная — это суммарная мощность солнечного излучения, проходящего через единицу площади, ориентированной перпендикулярно потоку солнечных лучей, на расстоянии одной астрономической единицы (расстояние до Земли) от Солнца вне земной атмосферы. Наиболее точной оценкой солнечной постоянной считается 1360,8 ± 0,5 Вт/м2 (данные 2008 года, когда солнечная активность была в минимуме).
- ↑ Астрономическая снеговая линия —- это расстояним от светила, на котором температура на поверхности небесных тел становится недостаточной и простые летучие соединения (такие как вода, аммиак, метан, молекулярные азот и хлор) переходят в твёрдое состояние.
- ↑ Осцилляция гравитационного поля Земли — это повторяющееся или периодическое изменение гравитационного поля планеты во времени относительно гравитационного поля геоида
- ↑ 13,0 13,1 13,2 13,3 Циркуляция атмосферы. Большая российская энциклопедия. — Москва : Советская энциклопедия, 1991. — Том 34. — ISBN 978-5-85270-372-9.
- ↑ 14,0 14,1 Атмосферы циркуляция // Кругосвет.ру
- ↑ Океанические течения // geographyofrussia.com. Архивировано 7 июля 2020 года.
- ↑ Frequently Asked Questions about El Niño and La Niña // National Centers for Environmental Prediction. — 2005. Archived from the original on 2009-08-27.
- ↑ Trenberth K.E. et al. Observations: Surface and Atmospheric Climate Change // Climate Change 2007: The Physical Science Basis. —Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. — Cambridge, UK: Cambridge University Press.— 2007. — P. 235–336. Archived from the original on 2017-09-24. Retrieved 2014-06-30.
- ↑ 18,0 18,1 Верходанов О. В. Приближение к непонятному в космологии // Лекция на ютуб канале фонда Траектория. 12.04.2020.
- ↑ WMAP PRODUCES NEW RESULTS // WMAP—NASA. — 2013.
- ↑ Метрика пространства-времени представляет из себя 4-тензор (четырёхмерный тензор), который определяет свойства пространства-времени в общей теории относительности. Например, пространственно-временной интервал выражается через метрику пространства-времени формулой ds2 = gijdxidxj
- ↑ Космоло́гия (от др.-греч. κόσμος (космос) «мир» и -λογία (-логия) «учение»; мироучение) — раздел астрономии, изучающий свойства и эволюцию Вселенной в целом. Основу этой дисциплины составляют математика, физика и астрономия.
- ↑ Persic M., Salucci P., Stel F. The universal rotation curve of spiral galaxies — I. The dark matter connection // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. — 1996. — V. 281, I. 1. — P. 27–47. — doi: https://doi.org/10.1093/mnras/278.1.27