Аэрономия. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Аэрономия (от греч. аеr - воздух и nomos - закон) - раздел науки об атмосфере верхней, в к-ром изучаются природа и механизм возникновения разл. явлений, объясняются их временные вариации и планетарное распределение на основе использования представлений об элементарных физ. и хим. процессах в газах и частично ионизованной плазме. При описании неравновесных состояний А. опирается на ур-ния кинетики, отражающие баланс частиц, энергии и кол-ва движения; при описании движений и волн использует гидродинамику, динамику разреженных газов и магнитную гидродинамику.

Одна из нач. задач, к-рая стояла перед А.,- определение основных элементарных процессов, протекающих на разл. высотах, и выяснение структуры верх. атмосферы, ионосферы и магнитосферы. Первым шагом А. стало объяснение природы озонного слоя и границы между гомосферой и гетеросферой. Объяснение поведения ионосферы основано на теории образования ионосферных слоев, происхождение к-рых обусловлено ионизацией верх. атмосферы коротковолновым УФ-излучением Солнца. Для выяснения природы основной (верхней) части ионосферы наряду с процессами ионизации и рекомбинации использовались процессы амбиполярной диффузии, а для объяснения полученного в масс-спектрометрич. измерениях на ракетах ионного состава - ионно-молекулярные реакции взаимодействия заряженных и нейтральных частиц.

Установлено, что закономерности распределения с высотой и изменения во времени концентрации озона и атомного кислорода определяются как процессами диссоциации O₂ и O₃ солнечным излучением, так и обратными процессами - реакциями взаимодействия с основными и малыми составляющими атмосферы. Существ. роль играют также процессы переноса O₂ и O₃под действием диффузии, ветров и др. Объяснение хода температуры и движений верх. атмосферы и ионосферы требует учёта её нагрева солнечным излучением и корпускулярными потоками, процессов теплопроводности и турбулентности. Механизм формирования в верх. атмосфере потоков сверхтепловых электронов, т. е. фотоэлектронов, возникающих под действием КВ-излучения Солнца, и их переноса между северным и южным полушариями вдоль магн. силовых линий описывается кинетической теорией газов.

Она применяется также для объяснения распределения частиц в экзосфере и в про-тоносфере, образования убегающих частиц и полярного ветра. Развита теория движения энергичных заряж. частиц внутри и вне дипольного геомагн. поля с учётом процессов их образования и уничтожения, объясняющая распределение в пространстве вблизи Земли космич. лучей и радиационных поясов. Большой раздел А. посвящён анализу механизмов свечения верх. атмосферы в дневное, сумеречное и ночное время, в период полярных сияний и т. п. На стыке с физикой магнитосферы в А. исследуются механизмы возникновения волн и низкочастотных излучений, распространения электрич. полей из высоких широт в умеренные, образования дрейфов в ионосфере, токовых слоев внутри и на границе магнитосферы.

Многие вопросы в А. удалось решить благодаря проведению измерений на ракетах и спутниках в верх. атмосфере и осуществлению лаб. исследований различных элементарных взаимодействий нейтральных и заряж. частиц, напр. ионно-молекулярных реакций, взаимодействия с энергичными частицами, плазменных процессов и т. д.

Всё больше обнаруживаются взаимообусловленность и связь разл. явлений (ионосферных, метеорных, оптических, магнитных и пр.) с солнечной активностью. Поэтому перед А. стоит также задача выяснить механизмы влияния солнечной активности на процессы верх. атмосферы, раскрыть природу солнечно-земных связей, дав тем самым основу для построения моделей влияния солнечной активности на нейтральную верх. атмосферу, ионосферу, радиац. поле и др. Стоит также задача разработки методов прогноза "погоды в космосе", т. е. условий в околоземном космич. пространстве.

Влияние солнечной активности на процессы верх. атмосферы проявляется в существовании как 11-летних и 27-дневных вариаций, так и возмущений, связанных с солнечными вспышками и солнечным ветром. При возрастании потока КВ-излучения в период роста солнечной активности или развития вспышки происходит дополнит. ионизация и разогрев, к-рые вызывают возмущения температуры и плотности верх, атмосферы, а также возмущения ионосферы. При изменении же солнечных корпускулярных потоков происходят деформации магнитосферы, что приводит к геомагн. возмущениям верх. атмосферы и ионосферы.

Литература по аэрономии

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.