БҚМУ Хабаршы №1-2019ж.
Примечание: отметим, что возможность движения физических объектов со
скоростью больше скорости света в вакууме не противоречит инвариантности
законов к преобразованиям Лоренца. Частицы, которые могут двигаться со
скоростью, большей скорости света в вакууме, называют тахионами. Их
существования с точки зрения современной физики встречает затруднения в
связи с требованиями принципа причинности [1, с. 510].
Масса покоя не является сохраняющимся величиной. Знание об этом
учащиеся получают при изучении структуры ядра и его характеристик: масса
покоя ядра меньше суммы масс покоя входящих в него нуклонов. Разность масс
исходных и конечных объектов называется дефектом масс. В процессах распада
и превращения элементарных частиц законы сохранения энергии и импульса
выполняются, а полная масса покоя изменяется. В процессе аннигиляции
позитрона и протона, имеющих не нулевую массу покоя, возникают два γ гамма-
кванта с нулевой массой покоя [1, с. 510]. Приведем пример дефекта масс в
реакции деления ядра урана: 236 U → 92 Kr + 141 Ba + 3 n. Автор сравнивает дефект
масс исходного ядра с дефектом масс продуктов распада, и по разности
вычисляет энергетический выход данной реакции. Он оказывается равным 166
МэВ. Это соответствует дефекту масс ~ 0,178 а.е.м. Вычислить дефект масс
можно, используя непосредственно значения массы ядер урана, криптона, бария
и нейтронов.
Дефект масс в системе объектов (элементов) является следствием
взаимодействия между ними. Энергия взаимодействия нуклонов ( сильное
взаимодействие) является отрицательной, что сопровождается уменьшением
массы системы по сравнению с суммой масс отдельных элементов системы.
Аналогичная ситуация должна наблюдаться в системе объектов, между
которыми существует гравитационное взаимодействие притяжения, которому
также соответствует отрицательная энергия взаимодействия и уменьшение
массы. Указания на существования гравитационного дефекта масс приводится в
работе [6, с. 118]. Авторы приводят примеры гравитационного дефекта масс
некоторых космических объектов. Результаты приводятся в единицы масс
Солнца. При этом оказывается что у Солнца гравитационный дефект масс
составляет одну миллионную долю массы Солнца; у белого карлика – составляет
тысячную или десятитысячную долю массы Солнца. Дефект масс нейтронной
звезды составляет величину порядка одной десятой доли массы Солнца. Такая
большая величина дефекта масс обусловлена малым расстоянием между
частицами составляющими звезду, что приводит к высокой интенсивности
гравитационного взаимодействия. Гравитационный дефект масс звёздного
скопления составляет величину ~10 -7 -10 -8 от его массы, галактик – величину
порядка ~10 -6 , скоплений галактик – величину порядка ~10 -6 -10 -5 от их масс.
Выделением большой энергии сопровождается явления гравитационного
коллапса. Потери энергии происходят на нейтринное, электромагнитное и
гравитационное излучения, что сопровождается уменьшением массы
коллапсирующей системы. При коллапсе в чёрную дыру уменьшение массы
может составлять 20-40 процентов начальной массы покоя.
При столкновениях сохраняются полныйимпульс всех частиц системы и их
полная энергия (сумма энергий покоя и кинетических энергий). Это относится к
упругим и не упругим столкновениям. При этом необходимо учитывать, что при
не упругом столкновении кинетическая энергия частично или полностью
превращается во внутреннюю. Согласно формуле
=
уменьшение
кинетической энергии при сохранении полной энергии означает увеличения
массы покоя системы. Масса покоя возрастает на величину, соответствующую
кинетической энергии, которая перешла во внутреннюю, то есть в энергию
84