Техника позволила создавать сверхтяжёлые элементы, продлевая таблицу Менделеева вправо внизу. А существуют ли элементы, легче водорода? Можно ли продлить её влево вверху?

В книге «Попытка химического понимания мирового эфира» (1905) Менделеев поставил первой группу «нулевых» элементов. И тогда влево от водорода должен находиться более лёгкий элемент. Кроме того, автор выделил нулевой ряд с одной нулевой группой, предоставленной мировому эфиру. Он хотел учесть среду, в которой пребывают химические элементы:

«Необходимо допустить, что известное положение Солнечной системы в среде других систем Вселенной, как и положение отдельных планет в Солнечной системе, определяется не только инерциею, но и промежуточною средою, проводящей свет и обладающей особым состоянием упругости, напоминающим твёрдые тела. Точно так же для сложения из атомов и образуемых ими частиц в реальном веществе необходимо допустить участие… той светопроницаемой мировой среды, которая потому только невесома, что всё проницает».

Исаак Ньютон представил эфир как светоносную среду: «Если этот эфир предположить в 700 000 раз более упругим, чем наш воздух, и более чем в 700 000 раз разреженным, то сопротивление его будет в 600 000 000 раз меньшим, чем у воды. Столь малое сопротивление едва ли произведёт заметное изменение движений планет за десять тысяч лет». Значит, сопротивление эфирной среды заметно скажется только при очень больших скоростях.

Менделеев поставил эту загадочную субстанцию под значком «х» в нулевой ряд нулевой группы: «Эфир нельзя представить иначе как веществом, всё и всюду проникающим».

Физик Г. Рязанцев отметил: «Мы часто говорим о фундаментальности периодического закона, но кажется, что по-настоящему этого всё-таки не понимаем» (статья «Проблема “нулевых” в работах Менделеева», 2014).

Но в тот год, когда вышла работа Д.И. Менделеева об эфире, А. Эйнштейн опубликовал статью с изложением основ специальной теории относительности (те же идеи высказал Анри Пуанкаре в статье «О динамике электрона»). Он же дал объяснение фотоэффекту как проявлению порций – квантов – энергии (за что был удостоен Нобелевской премии). В физике начался решительный пересмотр классических концепций.

Были открыты электрон, фотон, а затем и множество других элементарных частиц, многие из которых оказались не элементарными. Изменились представления о времени и пространстве, о существующих в природе силах и законах. Немало возникло парадоксов и загадок. Заодно с абсолютным пространством отбросили и мировой эфир. Взамен пространства, как такового, в науке появился кентавр – пространство-время.

Однако измеряют пространство в одних величинах, а время – в других. Казалось бы, понятие скорости включает в себя единство пространства и времени. Но и тут они стоят порознь: м/с или км/ч.

Символ их единства – «С» – скорость света в вакууме. Она принята за абсолют, мировую неизменную константу. Тогда следовало бы признать абсолютными составляющие этого «С» – время и пространство. То есть признать мировой эфир, или вакуум, что по-гречески означает «ничто».

Вот пояснение из Википедии: «Хотя вакуум чаще всего называют космическим, он присутствует повсюду и фигурирует в атомной физике и микрофизике, где он представляет собой наинизшее энергетическое состояние квантовых полей. Это тот самый вакуум, в котором разыгрываются взаимодействия элементарных частиц. Вакуум – не пустота, и минимальная энергия полей и частиц, вообще говоря, не равна нулю…

Физический вакуум обладает определённой энергией, и эта энергия действительно может характеризоваться значениями плотности и давления. Если плотность вакуума положительна, то его давление отрицательно». Согласно уравнению общей теории относительности, вакуум имеет постоянную плотность вне зависимости от системы отсчёта. «Такое и только такое уравнение состояния удовлетворяет определению вакуума как среды, относительно которой движение и покой неразличимы».

Для идеального абсолютного пространства, в котором движется с абсолютной скоростью свет, вакуум вполне подходит. Но ведь оно отменено теорией относительности! Получается недоразумение.

Разумнее всего признать, что формальные категории пространства, времени, скорости относятся к особому физико-математическому формальному миру. Он имеет некоторое отношение к нашей реальности, ибо основан на некоторых фактических данных. Но – не более того.

Вселенная не так проста, как предполагают её физико-математические модели, не учитывающие достижения химии, биологии, геологии. Она не проще устроена, чем мы с вами, ибо включает человека как одно из бесчисленных её созданий. Пора признать эту истину и отрешиться от наивных догм, предполагающих человека вершиной мироздания, а наш мозг – сложнейшим объектом из всех нам известных.

…В принципе, среда – это и есть то, что позволяет существовать всему, что в ней находится. Вакуумная среда существует, активно влияет на элементарные частицы, но учёные по традиции обходятся без неё в своих теориях. Проще сохранять привычные принципы, например, объяснять красное смещение спектра далёких светящихся объектов расширением Вселенной, а не тем, что фотоны «стареют» на своём долгом пути или им встречается вакуум разной плотности (есть ещё не менее двух вариантов).

Из вакуума при определённых условиях возникают элементарные частицы. Уже одно это доказывает его реальность. Если в нашем мире появилась из вакуума пара частица-античастица, он должен утратить точно такую порцию энергии при соответственной деформации структуры.

Реальное пространство тел, имеющих массу покоя, можно называть пространством-веществом. Таким его предполагал Д.И. Менделеев.

Для элементарных частиц имеет принципиальное значение среда, в которой они существуют. Возможно, многие странности и парадоксы микромира, квантовой механики, объясняются именно взаимодействием частиц с вакуумом.

Считается, что вещество состоит из частиц. В таком случае Мир наш «однобок». Хотя частицы возникают из вакуума только с античастицами. Где же Антимир? Возможно, он присутствует всё в том же веществе, подобно тому, как имеется в нём равное количество положительных и отрицательных зарядов.

Единица положительного заряда протон в 1836 раз массивнее электрона, единицы отрицательного заряда. Наше мироздание сугубо положительное! Но если принять идею симбиоза частиц и античастиц, мы избавимся от этой вопиющей асимметрии.

Последняя таблица Менделеева предполагает существование не только всемирного вакуума, но и элементарных частиц. Дмитрий Иванович писал:

«Мне кажется невозможным отрицать существование элементов более лёгких, чем водород. Из них обратим внимание сперва на элемент первого ряда 1‐й группы. Его означим через «y». Ему, очевидно, будут принадлежать коренные свойства аргоновых газов… «Короний», плотностью порядка 0,2 по отношению к водороду; и он не может быть никоим образом мировым эфиром. Этот элемент «y», однако, необходим для того, чтобы умственно подобраться к тому наиглавнейшему, а потому и наиболее быстро движущемуся элементу «х», который, по моему разумению, можно считать эфиром. Мне бы хотелось предварительно назвать его «Ньютонием» – в честь бессмертного Ньютона… Задачу тяготения и задачи всей энергетики нельзя представить реально решёнными без реального понимания эфира, как мировой среды, передающей энергию на расстояния. Реального же понимания эфира нельзя достичь, не считая его элементарным веществом».

По мнению Менделеева, пора «лишить водород того исходного положения, которое он давно занимает, и заставить ждать элементов ещё с меньшим, чем у водорода, весом атома, во что я всегда верил».

Предсказание Менделеева сбылось. Открыты элементарные частицы, которых более трёх с половиной сотен (из них почти все не элементарны). Их классифицируют по формальным признакам, в отличие от таблицы Менделеева.

Элементом «х» нулевой группы нулевого ряда, следовало бы называть фотон. Кстати, в системе элементарных частиц только фотон (квант света), электрон, позитрон и нейтрино подлинно элементарны, не разложимы на части.

Фотон лишён античастицы и заряда. Он участвует в реакциях, но ведёт себя в разных ситуациях или подобно корпускуле, или волне. А вакуум – общая среда и для всех элементов.

Первым физико-химическим элементом «y» может быть гипотетическая мельчайшая материальная частица, ответственная за массу. Если квант энергии фотон, то «квант массы» – геон. Он нейтрален и «весит» примерно 9,1·10⁻³¹ кг.

Всем частицам вычислена масса и, в соответствии с формулой Е = mc², энергия. Но всё-таки масса и энергия – не одно и то же. «Чистая» энергия должна быть невесома, чему и соответствует фотон. В таком случае вакуум предстаёт как пространство энергии, в отличие от привычного нам пространства вещества.

Как следует из формулы перехода энергии в массу и обратно, энергетическое пространство при определённых условиях может порождать массивную частицу (феномен фоторождения), а разноименно заряженные частицы аннигилируют, переходя в энергию. Впрочем, гипотеза геона требует более весомого обоснования.

Соединение электрона со своей античастицей позитроном образует систему, подобную атому – позитроний. Он существует ничтожные доли секунды (некоторые химические элементы и изотопы живут и того меньше), имея две разновидности: ортопозитроний (от греческого «ортос» – прямой) и парапозитроний (от греческого пара – возле).

Их отличают направлением спина – загадочного свойства, названного по английскому слову, означающему «вращение». Как указано в справочнике, это «собственный момент количества движения микрочастицы, имеющий квантовую природу и не связанный с движением частицы как целого». Спин может быть целым или полуцелым.

Почему две частицы, если они вращаются вокруг одного центра массы, образуют два разных «микроатома»? И что означает радиус позитрония? Если взаимное вращение частиц завершается соединением и аннигиляцией, превращением в кванты энергии, то они должны сближаться, а радиус уменьшаться.

Почему ортопозитроний живёт в тысячи раз (!) дольше, чем парапозитроний? Значит, окружающая среда для него более благоприятна, чем для его «близнеца». Почему ортопозитроний распадается на три гамма-кванта, а парапозитроний – на два? Чем же может отличаться структура этих двух видов позитрония?

На эти «почему» наиболее правдоподобный ответ: в центре одной разновидности позитрония находится электрон, а у другой – позитрон. У ортопозитрония в центре позитрон, окружённый электронной оболочкой, а у парапозитрония – электрон с позитронной оболочкой. Поэтому он менее устойчив в окружающей среде, где обилие свободных электронов… Хорошо бы проверить эту гипотезу.

Менделеев писал: «Чем более мне приходилось думать о природе химических элементов, тем сильнее я отклонялся как от классического понятия о первичной материи, так и от надежды достичь желаемого постижения природы элементов изучением электрических и световых явлений, и каждый раз настоятельнее и яснее сознавал, что ранее того или сперва должно получить более реальное, чем ныне, представление о “массе” и об “эфире”».

Он объяснил, почему долго не решался представить последний вариант своей таблицы, в которой есть нулевой ряд с Нептонием-эфиром, а первой стоит нулевая группа, где предоставлено место для атомов легче водорода: «Я остерёгся испортить впечатление предлагавшейся новой системы, если её появление будет сопровождаться такими предположениями, как об элементах легчайших, чем водород».

Возможно, последний вариант Периодической системы элементов, представленный Менделеевым – одно из величайших научных достижений, осмыслить которое суждено учёным ХХI века. Конечно, не менее, а то и более вероятно, что эта гипотеза останется вне науки. Но она, по крайней мере, открывает простор для воображения. А вообще-то, постановка неожиданной проблемы, не понятой в своё время, не раз в науке приводила к выдающимся открытиям, слому привычных стереотипов. Хотя на это порой уходили сотни лет.