Три основных и самых важных закона вселенной. Процессы во вселенной. Создание химических элементов на Земле

Желание быть богатым или просто обеспеченным человеком вполне естественно для каждого. Однако не у всех оно осуществляется. Основная помеха – это денежная карма, уводящая человека в сторону, противоположную денежному потоку.

Деньги играют существенную роль в любом кармическом сценарии. Это универсальный инструмент, с помощью которого человек может

направлять и усиливать жизненную энергию, реализовывать собственные мечты и идеи, превращая их в нечто материальное.

Деньги

Деньги – это энергия. Когда у человека слабеет энергетика – деньги уходят. Что ослабляет энергетику?

Гордыня и злорадство (по отношению к людям, которые имеют меньше чем вы), зависть, неблагодарность, насилие (на физическом и психологическом уровнях), причинение вреда, наличие долгов.

Все это, а также огорчения, стрессы, обиды превращаются в нашем подсознании в сгустки агрессии, которые, подавляют энергетику человека. Чтобы избавиться от этого негативного энергетического образования, подсознание организовывает эквивалентную по его размерам потерю денег. Таким образом, деньги, кроме всего, являются мерилом отрицательной энергии человека. Чем больше негативной энергии, тем больше утекание денег, или блокируется их поступление. Деньгами мы расплачиваемся за сознательную и подсознательную агрессию, а также за плохую карму, накопленную в прошлых воплощениях.

Карма

Карма – это причинно-следственные связи. То есть, любая деятельность имеет какие-либо последствия. Если в прошлом была совершена ошибка при обращении с деньгами, впоследствии ее придется прорабатывать.

Что мы можем делать с нашей прошлой кармой, когда нам никак не удается улучшить свое финансовое положение, нас окружают ситуации, в которых мы теряем деньги, и люди, из-за которых мы расстаемся с деньгами, словно какая-то сила не дает нам вырваться из заколдованного круга?

Каждый раз, когда вы «сливаете», теряете приличную сумму денег — это означает, что вы, скорее всего, либо платите кармические долги, либо уровень ваших доходов превышает тот, допустимый уровень, который есть у вас в сознании.

У всех есть установка на максимальную сумму, которую вы можете получить. У каждого это своя сумма. Можете попробовать прямо сейчас прикинуть. Для кого-то максимальная сумма дохода в месяц 50 000, для кого-то 100 000, для кого-то 300 000 и т.д. Представьте, что вы получаете, допустим 50 000, что вы при этом чувствуете? Если чувствуете тоску, тогда 50000 нормально. И продолжаете, 100 000 — нормально, 150 000 — нормально, 200000 — «ой, много». Вот как только дойдете до состояния «ой, много», значит вы определили сумму больше, чем готовы принять.

Сумма, которая вас сейчас пугает — это ваш финансовый потолок. Финансовый потолок сильно зависит от вашей кармы, от кармы вашего рода.

Это обозначает, что у вас в подсознании активно говорит страх, что если вы будете зарабатывать больше, вас убьют. У вас есть богатый опыт того, как вас убивали в прошлых воплощениях, в вашей родовой структуре.

Можно просто платить свой кармический долг, а можно преобразовывать этот процесс в более положительный опыт, позитивную возможность.

Для этого нужно задаться вопросами:

1. чему я могу научиться благодаря этой ситуации и какая возможность кроется за этим?
2. что Вселенная хочет мне сказать при помощи этой ситуации?
3. какую пользу это может принести мне и окружающим меня людям?

Таким образом вы помогаете пробиться ростку новой возможности, соединяете его со своим предназначением, и ваш опыт получает новое выражение. И тогда вы берете энергию, сосредоточенную в негативном кармическом эпизоде, и направляете ее в другое русло, вы преобразуете ее в преимущества, которые могут принести вам богатство и процветание.

Более углубленная проработка поможет исправить негативный кармический сценарий так, чтобы можно было легко зарабатывать деньги, занимаясь приносящим удовольствие делом.

Если деньги действительно идут к вам не из канала денег, а из канала удачи - это плохо. Удача - ненадежна и может в любой момент закончиться

Какие кармические причины безденежья бывают и что с ними делать?

ЛЕГКО ПРИХОДЯТ - ЛЕГКО УХОДЯТ. На первый взгляд, вам не в чем винить судьбу. Деньги всегда доставались вам легко, выгодные предложения и подарки сыпались из самых неожиданных мест.

Каждый раз, когда вам нужны деньги, они откуда-то появляются, но... Оглянувшись назад вы понимаете, что так ничего и не скопили и не приобрели. У вас нет собственности или она долевая и вы не можете ею распорядиться. Вы до сих пор живете в съемной квартире.

Ваш супруг или родственники не торопятся юридически закрепить за вами права на материальные ценности. Даже машину вы водите по доверенности и ее в любой момент могут забрать владельцы. Выходит так, что все лучшее, чем вы когда-либо пользовались, принадлежит другим.

ГИПОТЕЗА КАРМИЧЕСКОГО ПСИХОЛОГА.

У вас хороший поток удачи, но закрыт канал собственности. Возможно, так распорядилась старшая вашего рода, не признав в вас свою кровь (так нередко бывает, когда мать выходит замуж и рожает без благословения родителей) и урезала часть ваших прав.

А возможно, этого права у вашего рода на данный момент нет вовсе (это встречается в раскулаченных родах, а также тех, где люди по каким-то причинам отказывались от прав на имущество, проигрывали или пропивали его).

Бывает, что человек сам не потрудился настроить свой поток собственности - ленился оформить документы, был небрежен с дорогими вещами, когда-то по собственной глупости отказался от своего и т.п.) Но чаще, встречаются сразу несколько причин, где одна поддерживает другую.

ЧТО ДЕЛАТЬ?

Докопаться до истины, разобрать причины и смысл ошибок, и скорректировать ситуацию. Волевым усилием отказаться от халявных предложений (например, създить отдохнуть на дачу чьих-то богатых друзей, но отложить давно намеченое обучение на курсах). Вообще отказаться от предложений, которые не несут ничего, кроме эмоций и отнимают самое ценное - время. Поначалу будет трудно, но зато потом к вам начнет приходить настоящая удача и уже ваши личные деньги.

Начать вкладывать деньги в нечто ценное. Причем, если проблема кармическая, то, допустим, ценные бумаги здесь не подойдут. Нужно купить и оформить на себя хотя бы маленький кусочек земли. Если это пока невозможно, купите золото в слитке или золотую монету. Даже небольшое украшение из драгоценного металла подойдет. Нужно же с чего-то начинать!

ПОЧЕМУ ТАК?

Если деньги действительно идут к вам не из канала денег, а из канала удачи - это плохо. Удача - ненадежна и может в любой момент закончиться. Кроме того, удача, как родовой дар, нужна нам для куда более важных вещей, например, для спасения жизни (опоздать на самолет, который потерпит крушение - это как раз о том). Удача, если хотите, это наш НЗ (неприкосновенный запас). Из ее источника до поры до времени лучше не пить, полагаясь на собственную интуицию и смекалку.

Человек, живущий на потоке удачи, чувствует себя баловнем судьбы, но быстро теряет навыки выживания и чувство осторожности. В трудных ситуациях пасует, ищет за кого бы ухватиться. И, к сожалению, довольно быстро утрачивает вкус к жизни, привыкая, что все хорошее просто есть. Иными словами, удача - отличная служба спасения, но плохой партнер по жизни. опубликовано

Продолжение следует...

Как это можно видеть в результатах исследований процессов на Земле, все процессы кругообразные: появляются, увеличиваются и разлагаются.
Разложение материи очень частое явление во Вселенной. Самый радикальный пример – случаи взрывов звёзд разных величин, называемых новыми и сверхновыми, в зависимости от величины взорванной звезды. Другие способы разложения материи происходят при столкновениях объектов во Вселенной или радиации с видимой материей.
Первые доказательства об исчезновении (разложении) материи обнаружены в лабораториях везде в мире, в которых регистрированы краткоживущие частицы (одна из 2.2 х 106 частей одной секунды). Частицу назвали мюон. Исследования тогда пошли в двух направлениях: одно направление хотело доказать, что материя в общем смысле разлагается. С такой целью его сторонники начали строить бассейны с жидкостью (ряд величины свыше 1033протонов) с очень большим числом детекторов глубоко под почвой, чтобы космическая радиация не влияла на процесс.
Доказательство, полученное такими экспериментами: материя не разлагается сама по себе.
Другая возможность была столкновение долгоживущих частиц (протонов, нейтронов и электронов) в акселераторах, которые становятся всё больше и сильнее. Самый большой – всё ещё активный коллайдер в Швейцарии. В начале, задача была сломить атом (протон), и определить, что его сочиняет, т.е. соответствен ли он уже существующему определению атома, которое взглад атома описывает системой, похожей к Солнечной системе.
Все тем способом формированные структуры существовали кратко, одну миллиардную часть секунды. Очень интересным было обнаружение мюона, на основе которого сразу можно было сделать вывод, что такие же столкновения происходят при столкновениях радиации и Земной атмосферы. Так как мюон на ~ 8 раз меньше протона, можно поставить вопрос: почему из Вселенной при разложении частицы мы регистрируем только мюоны, но не и другие частицы, появившиеся вследствие разложения протона? Причина простая – из-за разницы в заряде мюона и Земли. У Земли позитивный заряд и она притягивает ту часть протона, у которой негативный заряд. Самая большая часть протона имеет позитивный заряд, и поэтому не могла появиться и быть регистрированной в лабораториях.
Даже в сегодняшнее время для официальной науки неприемлемое сущетвование протона как частицы с три полюса. Два из них заряжены: один главным образом позитивный; второй негативный; и третий, в котором заряд аннулирован, и поэтому он без него. Существование три полюса обменилось тремя кварками, которые стали видимыми при бомбардировке протона с помощью электрона. Одна и та же проблема осталась, потому что при разложении протона не формируются кварки. Случайные события они приписывают кварками, а если бы они действительно существовали, то они стали бы долгоживущими частицами, а на самом деле, они не то.
Большое достоинство тех экспериментов заключается в обнаружении самой маленькой и долгоживущей частицы, называемой нейтрино. В буквально каждом эксперименте разложения протон, наконец, после несколько интерфаз, разложился в электроны и нейтрино. Раньше, тоже как и ныне, мир науки был очарован краткоживущими творениями или интерфазами разложения протона, и поэтому тому доказательству не посвятили ни меньшего внимания, потому что не совпадал с существующими восприятиями атома и предпосылками о том, какой он должен быть.
Проблемы с нейтрино наверно появились оттого, что они слишком мелкие для наших инструментов. Даже и в это время трудно определить их массу (новые данные: 0.320 ± 0.081 эВ / c2; сумма трёх ароматов, wikipedia.org/wiki). В недостатке данных, как и всегда, начинаются фантастические и сенсационные утверждения, которые ничем не связаны с наукой. Основная проблема с нейтрино в том, что его наблюдают вне закона о материи, а он появился из материи. В формировании нейтронов тоже участвуют нейтрино и электроны, поэтому масса нейтрона больше массы протона с присоединённой массой электрона. Я часто подчёркиваю, что людям легче продавать фантастические выдумки, как например: нейтрино ведут себя похоже к привидениям; они проходят через всякую материю, якобы её не было; десятки тысяч в каждую секунду проходят через ваши глаза (как же вы это не видите?); и т.д., чем сказать правду. Её здесь немного, да ну что ж.

(Рост материи вместо Биг Банг I. )
В формировании Вселенной участвуют только долгоживущие частицы: протон, с вариантом: нейтрон, электрон, нейтрино и энергия (фотон). Поворачивая поступок разложения атома наоборот, т.е. желая составить атом из разложенных частей, соблюдая правило, что в формировании атомов участвуют только долгоживущие частицы, получается то, что он состоит из очень большого количества нейтрино, электронов и энергии. Все интерфазы наконец разлагаются на электроны, нейтрино и энергию. Поэтому не стоит предположить, что какая-то фаза, существующая менее одной миллиардной части секунды, может отдельно существовать или думать, что так краткое время достаточно, чтобы из тех интерфаз появились частицы. Кроме того, такие интерфазы в природе не существуют самостоятельно. Электрон меньше протона в ~1836 раз; поэтому можно предположить, что он тоже состоит из большого, приблизительного тому же, количества нейтрино.
Теперь нужно объяснить два полюса атома. Химия определяет водород одновалентным, но допускает и существование слабой водородовой связи, которая появляется в химических процессах C-H…O. Сила такой связи оценивается на приблизительно 5% силы нормальной связи (отклонения от этой цифры зависят от кислотности химического соединения).
Связывание частиц материи только возможно при наличии разных зарядов частиц. Самый очевидный пример того – протон (H), который не появляется один или с электроном (электронами), а в паре (H2). Почему бы частица связывалась с такой же частицей одинакового заряда, а не с вездесущими и различными по заряду электронами?
Единственная возможная причина то, что частица двуполюсная, причём один полюс подчинён другом, однако он на много больше от несколько электронов, которые не могут преодолеть другой полюс (в этом случае, негативный полюс) протона. Одно связывание двух протонов есть ясное доказательство, что, на самом деле, два полюса. Не только у электронов негативный заряд; если бы так было, то связывание атомов не происходило бы, потому что они были бы насыщенные электронами, и поэтому материи и не было бы. Уже в акселераторах мы обнаружили существование позитивных электронов, а тоже и позитивных нейтрино. Это ясный намёк, что и те две частицы двуполюсного ведения. Используя слабую водородовую связь, можно оценить число от больше 90 электронов на негативном полюсе. Это большой барьер, которого электроны и нейтрино не могут пополнить. Из состава нейтрона видно, что в связь вступают только два электрона и два нейтрино, и что такая связь отнюдь не устойчива (её устойчивость длится в течение приблизительно 17 минут или 1.01 x 103 секунд), а связь H2 устойчива полностью или до вступления в какой-то химический процесс.
Большое количество нейтрино и электронов с энергией формируют нить, у которой на её концах различные заряды. Они связываются и нить превращается в шарик. При ударе электрона в коллайдере можно регистрировать три вершины: нейтральная на месте соединения, а сбоку позитивный и негативный заряды. Сразу из этого можно заметить наличие геометрии атома. Она будет меняться с увеличением атома, с помощью присоединения.
Присоединение – это не то, что простое расположение шариков или блоков. Это видно из радиуса Ван-дер-Ваальса: у атомов, у которых 200 протонов и нейтронов, радиус меньше радиуса кислорода (16 тех частиц) или азота (14 частиц). Когда на протон действует достаточное количество заряда (количество, которое сильнее его слабого связывания), нить открывается и присоединяется с пришельцем. Только так можно объяснить, например, большие разницы между аргоном, калием и кальцием, у которых одинаковое или близкое количество протонов и нейтронов. Их разницы последствие разных структур, появившихся в связывании протонов и нейтронов.
Когда атом присоединением увеличится за пределы природных границ существования, он начинает разлагаться. Связывание и увеличение атома – постоянные процессы, из-за постоянного потока новых частиц. Поэтому атом должен отбросить избыточное, будь то протон, нейтрон или гелий. При таком отбрасывании избыточного материала появляется радиация. Радиация и отбрасывание избыточного – только последствие балансировки атома из неблагоприятного в благоприятное положение.
Увеличение не останавливается на атомах; наоборот, связывание продолжается дальше (присоединением, химическими реакциями и в их комбинациях). Так формируются газ, пыль, песок, горные породы, называемые астероидами и кометами,…, планеты. Когда масса планеты увеличится до 10% массы Солнца, планета становится звездой; некоторые из них могут быть огромными (звёзды супер-гиганты).
Что увеличение объектов действительно и существует, доказывают миллионы кратеров, разброшенных по объектам нашей системы, а что те процессы непрерывно существуют и в это время, тоже так, как это было в любом периоде прошлого времени, доказательством могут быть постоянные удары астероидов в нашу атмосферу и Землю. Некоторые оценки утверждают, что на Землю ежегодно падает 4.000 - 100.000 тонн внеземного материала. Мы свидетельствовали и столковениям объектов с Юпитером, Луной, и т.д. Отнюдь не стоит говорить о каком-то пра-формировании, особенно не об одновременном формировании. У каждого объекта своя история, своя масса, своя старость; они не такие же ни у одного другого объекта. Как правило, чем объект больше, тем и старше. Хотя, есть некоторые коррективные факторы, из-за условий, в которых объекты существуют.
Внутри этого процесса происходит процесс увеличения и разложения элементов; тот процесс в связи с температурой и вращением. На маленьких объектах: астероидах, кометах, и на большем числе спутников и маленьких планет, как правило, участвуют атомы более низкого ряда. Когда масса объектов достаточно увеличится, те объекты, при помощи и других сил, становятся геологически активными. Их температура увеличивается на и внутри коры, из-за формирования горячего ядра. В таких условиях появляются атомы более высокого ряда. Чем планета теплее и более активна, тем больше высших элементов. Однако, в определённом моменте, температура начинает уничтожать (разлагать) высшие элементы.
С дальним увеличением температуры, разновидность элементов уменьшается, поэтому у горячих звёзд только водород и гелий, а остальные элементы составляют менее 1%. Оба процесса можно наблюдать на Земле, а второй из них видим в составе магмы. Магма состоит из более низких атомов; то подтверждают и её остывшие горные породы. В магме нет золота, серебра ни других высших элементов. Для их появления нужны ещё некоторые условия.
Температура звёзд в прямой связи со скоростью вращения звезды. Те, у которых маленькие скорости, красные, а с увеличением скорости вращения, увеличивается их блеск и температура, а звёзды становятся белыми и синими. Вдиаграмме Герцшпрунга-Рассела видно, что одинаковый блеск может быть и у звёзд очень маленькой массы и у супер-гигантов. Они могут быть белыми, красными или синими. Подходящим ответом, очевидно, нельзя считать их массу и количество так называемого топлива, потому что есть звёзды одинаковых масс, т.е. величин, однако, совсем различного блеска. Если бы пытались это объяснить присутствием различных элементов, то не имело бы смысла. Ведь различие элементов именно и зависит о температуре: чем температуры выше, тем и разновидность элементов ниже, а и более низкий ряд элементов. Чем температуры ниже, тем выше разновидность и присутствие.
Если бы звёзды сгорали топливо, они бы теряли массу, а это не так. Наоборот, они постоянно увеличивают массу с притоком внешней массы системы (кометы, астероиды, планеты). Противоположно доказательствам тоже и утверждения, что внутри звёзд радиоактивные процессы, которые излучают свет. Доказательства несомненно указывают на то, что звёзды не радиоактивные. В поддержку того выступает и магма на Земле, у которой полное отсутствие радиоактивности. Не стоит утверждать, что те процессы происходят глубоко во внутренности звезды, потому что, вследствие высоких температур, материя перемещается из внутренности к наружному слою. Тоже и наоборот, потому что это один объект, а не отдалённые миры. Всё, что нам о звёздах непонятно, можно узнать на Земле. Она тоже горячая, кроме коры, толщина которой составляет менее одного промилле, относительно расплавленной части Земли. Если радиоактивности нет на Земле, её нет ни на звёздах, потому что принцип один и тот же. Поэтому есть данное, что объекты с массой, которая выше 10% массы Солнца, светят. Корректор этому проценту – мощность силы тяжести. Если объект в орбите ближе звезды, тогда масса светящих объектов на много ниже 10%. Это доказывают экзопланеты, т.е. огромное большинство тех, которые до сих пор обнаружены - „горячие юпитеры“.
Никак нельзя забывать Землю. Хотя она не потеряла кору, она горячая. Причина тому более точное определение границы, когда давление вызывает плавление объекта, вследствие увеличения массы. Опять же можно видеть, что силы давления единые ответственные для тех событий, потому что температура объектов выше в центре, чем на поверхности или ближе к ней. События начинают именно там, где силы давления сильнейшие. Ещё недавно считалось, что у планет: Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна – замороженные ядра жидкого водорода. Конечно, это не может быть правда, потому что Юпитер и Нептун излучают в два раза больше теплоты, чем они получают от Солнца. Это ясное доказательство о расплавленном ядре.
Ещё осталось разрушение материи путём взрывов звёзд. Наблюдения доказали, что во время взрыва звезды большинство материи исчезает. Так как старые законы не допускают потерю материи, из-за сохранения совокупной материи (для которой утверждается, что появилась однажды и что никаких перемен тут не может быть), эту пустоту пополнилось с помощью чёрной дыры, которая не принадлежит физике, потому что её законы вне физики. Астрономы открыли, что материя исчезает, а не видели или измерили формирование чёрной дыры, масса которой должна быть реально измеримой. Однако, её не мерят, только предполагают и догадаются, конечно, без доказательств. Не имеет смысла утверждать, что, где-то обнаружены объекты, вращающиеся вокруг чего-то, чего не можно регистрировать как чёрную дыру. Нигде в исследовании не появилось что-либо, не соблюдающее законы физики; ничего, указывающее на то, что плотность может быть вне закона о материи. Ещё хуже такую теорию безо всяких доказательств сделать частью официальной науки и школьных учебников, якобы она была несомненно доказана. У всех систем звёзд и галактик, с исключением шарообразных групп звёзд и галактик, центральная часть, которая сочиняет больше 90% совокупной массы (чаще всего, больше 99%). Диаметр центральной части тоже в тех размерах. У чёрных дыр получается наоборот: большие объекты вращаются вокруг меньших объектов. Это противоположно всем существующим доказательствам, полученным с помощью наблюдения, с времён начала таких деятельностей до сих пор.
Циклон – уже доказанное явление во Вселенной. Он последствие вращения объектов, систем и одной Вселенной. У каждой звезды на её полюсах циклоны, а также и у газообразных планет. Ничего другого нет ни в центрах галактик, а совсем возможно, что это единственное объяснение пустоты, в которой не можно регистрировать наличие объектов, однако, вокруг её вращаются звёзды. Причина невозможности регистрирования в том, что у объекта или системы, находящихся в центре, более медленное вращение, и поэтому свет не проходит через газообразную оболочку, а циклон может формироваться и из тёмной материи, которая с трудом регистрируется. В экспериментах с акселераторами мы увидели, что в столкновениях частица разлагается и из видимой переходит в невидимую материю. Во взрыве звезды есть такие же силы и бесконечное количество таких же столкновений. Это несомненно доказывает, что большинство материи звезды при взрыве разлагается из видимой в невидимую материю и энергию.
В 80-е гг. эксперты по субатомной физике открыли, что частицы выскакивают из поля, с примечанием, что сохраняются только те, которые закончили своё формирование, а большинство из них сразу возвращается в поле. Этот процесс полностью противоположен разложению атома: невидимая материя увеличением становится видимой для наших инструментов. Так как это не соответствует большинству законов и теорий, дальние исследования тут и закончились, а также и предложение Сэр Фреда Хойла о формировании частиц, чтобы объяснить расширение Вселенной.
Формированием частиц заканчивает колоссальный круг процесса кругообращения материи во Вселенной. В галактике взрывает не менее одной звезды в 100 лет. Некоторые утверждают, что этот период 1000 лет. Во Вселенной 100-200 миллиардов галактик. Только в миллион лет, при частотности новых одной в тысячу лет, есть тысяча взрывов, разлагающих большинство материи. Для целой Вселенной, в которой 100-200 миллиардов галактик, нужно умножить тысячу взрывов в миллион лет с числом галактик. Обратим сейчас внимание на некоторые правила ведения материи во Вселенной. Хотя во Вселенной 100 миллиардов галактик, а у галактики в среднем 200 миллиардов звёзд, в пространстве между объектами полная темнота. Все охотно говорят, что Вселенная огромное пространство и что звёзд недостаточно, однако, хватит ночью посмотреть небо и видеть очень много звёзд и тем способом убедиться, что такие утверждения не удаляют сомнение в их точность.
Только километров 20 от поверхности Земли полная темнота. Когда смотрим на фотографии Земли, сделанные с Луны, или с ещё большего расстояния, мы видим, что она светит. Очевиднее всего то, что, когда светит Земля, светит тоже и Луна, однако, между ними полная темнота. Как это возможно? Если свет состоит из фотонов и у него неограниченная досягаемость, почему темно?
Сейчас приведу два примера, которые это “объясняют“. Первый, это официальная точка зрения, что пространство пустое, поэтому свету от нечего отразиться, чтобы его регистрировать. Непонятно, почему светящему объекту нужно отражение, чтобы начал светить? Почему этот свет не можно видеть во Вселенной? Если свет приходит на Землю с отражением или без него, почему километров 20 в направлении источника света темно? Что, на самом деле, приходит?
Следующий пример, это объяснение Айзека Азимова, который сказал, что мы, смотря во Вселенную, смотрим в прошлое. Поэтому Вселенная смещена в красное и из-за этого фазного смещения, мы видим тёмную Вселенную.
Это звучит убедительно. Итак, смотреть галактики значит возвращаться в прошлое, но мы видим галактики, отдалённые (извините: старые) 13 миллиардов световых лет. Очевидно, у нас два типа света: светящий и не светящий. Тем не менее, это не объяснает, почему километров 20 от нас темнота; там не прошлое, а настоящее время.
Так как это совсем что-то новое, я использую самые очевидные доказательства. Солнце излучает радиацию (не свет), которая сама по себе не фотоны и не светит. Между Солнцем и Землёй тёмный простор, без видимой материи. Свет появляется, когда радиация столкнётся с видимой материей. На Земле, это атмосфера, на Луне, это её поверхность. Радиация не светит, материя тоже не светит, кроме объектов, излучающих радиацию. При столкновении радиации и материи появляется свет.
Свет и темнота узко связаны с простором между объектами. Давайте проверим, есть ли что-нибудь в том, официально пустом, просторе.
Пустой простор не может ни увеличить ни уменьшить скорость в нём находящегося объекта. Он тоже никаким способом не должен участвовать в формировании соотношений с объектами и радиацией. Нам известно, что, если бы космонавту в космосе щёлкнула верёвка, связывающая его с Международной космической станцией, он навсегда бы продолжил двигаться через Вселенную. Тем не менее, это не совсем так. Радиация со Солнца теряет мощность/интенсивность с увеличением пройденного пути. На Плутоне темнота, а на Луне жаркий день. Это доказательство, что радиация как-нибудь теряет мощность. Если бы посмотреть ночное небо, мы увидели бы приходящую со звёзд, но очень слабую радиацию. Ослабление интенсивности видно и при помощи температуры объектов: Меркурий, от – 173 до + 427°C; Марс, от – 143 до +35°C; Плутон, от – 235 до - 210°C, и т.д. Объекты ближе Солнца теплее на солнечной стороне и менее холодны на ночной стороне.
Давайте сравним это с видимой материей. Возьмём воду, например. Ближе к поверхности интенсивность света очень выражена, а чем глубже, тем всё больше она слабеет и темнота преодолевает. На поверхности высшая температура, которая уменьшается с увеличением глубины.
Очевидно, что видимая материя, в этом случае вода, ведёт себя соответственно тем же законам, как и простор вне нашей атмосферы. Этот простор не ведёт себя согласно пустому простору; наоборот, он показывает большое сходство с видимой материей. Итак, простор заполнен и интенсивно участвует в процессах внутри Вселенной. Это только может быть так называемая тёмная материя и энергия.
Кроме сходств, есть и разницы: вследствие столкновения с радиацией, видимая материя даёт свет, а невидимая нет. Более высокие температуры характеристика только видимой материи, в то же время как низкие температуры характеристика тёмной материи, а и видимой материи, которая вне интенсивной радиации - хотя незначительно, она немножко теплее тёмной материи, из-за слабой радиации.
Есть ещё одна важная разница: у видимой материи значительный и легко регистрируемый заряд, а у невидимой материи нет заряда, регистрируемого нашими инструментами. Всё-таки, если она частично состоит из нейтрино, некоторое количество заряда должно быть регистрируемое, однако, это невозможно в это время. Будущие инструменты будут больше замечающими. Только когда простор во и вне Вселенной пополним основной материей (тёмной материей и энергией), станет возможным Вселенную наблюдать в реальных цифрах.

(Черные дыры замените циклоны )
Температура ответствена для некоторых необычных законов во Вселенной. Вследствие гравитационных эффектов (гравитация – это сумма сил тяжести и вращения объекта), объекты, которые ближе центральному телу (звезды или галактики), из-за более интенсивной гравитации быстрее вращаются вокруг центрального тела, чем более далёкие объекты. Но, на краю системы звезды и галактики, это правило выключает низкая температура. Когда температура упадёт ниже критической точки, это даёт возможность объектам получить большие скорости по орбитам, из-за действия слабой гравитации. Для галактик это доказалось при помощи наблюдений, а для нашей системы это можно доказать на основе комет, приходящих из облака Орта. Их скорость больше скорости Плутона (в среднем, 2.5 раза, но нередко и больше 10 раз), а некоторые быстрее и Меркурия. Перемена правил ведения происходит, когда температура упадёт ниже точки плавления водорода, -259.14°С. Температура облака Орта приблизительно 12 - 4°К; это достаточно для ускорения объектов.
Вращение объекта вызывает одну специфичность, которая существует везде во Вселенной - это циклоны. Они находятся на полюсах Сатурна, Юпитера, Солнца, звёзд и галактик. Жидкие объекты (звёзды) и газообразные (газообразные планеты), вследствие вращения и магнитных сил, формируют циклоны на полюсах. Звёзды, у которых вращение вокруг своей оси быстрее, имеют значительные циклоны больших скоростей, чем объекты более медленного вращения. У тех объектов больше других объектов, захваченных в их орбите, а они тоже быстрее увеличивают свою массу - более быстрое вращение значит и более сильную гравитацию (сумму сил тяжести и вращения). Поэтому они, как правило, на много больше объектов с более медленным вращением. Нельзя забыть время или течение времени, которое сильный коррективный фактор (объект, старость которого больше десятков квадриллионов лет, доминирует своей массой над младшим объектом).
Есть два способа формирования галактик, у которых известные вертящиеся центры. Первый из них тот, что звезда большой скорости вращения должна выжить все опасности динамической Вселенной и достаточно увеличить свою массу, чтобы количество объектов в её орбите можно было считать постоянно увеличивающейся галактикой.
Второй способ тот, что в неправильной галактике, вследствие вращения объекта, из газа или невидимой материи сформируется циклон, который бы уже существующую неправильную галактику превратил в правильную.
Сходство тех способов очевидно, потому что, тоже как и у всех остальных звёзд, и в центре быстро вращающейся звезды - циклон, растягивающийся от полюса до полюса. У более медленных циклонов звёзд появляются перестановки полюсов, потому что циклоны друг друга не достигают. Вследствие того, материя на полюсах вращается быстрее материи в центре, в поясе экватора. Более быстрое вращение уравновешивает объект и тогда трудно ожидать перемежающиеся смени полюсов. Смену полюсов на Земле запрещает компактность коры (поверхностного слоя).
И у галактик есть максимум величины, удержимой во Вселенной; поэтому и они, как и атомы, должны отбрасывать избыточную материю. Есть некоторые сведения об этом, но так как я тщательно не обсудил полученные доказательства, об этом, пожалуй, буду говорить на следующий раз.
Хотя они ответствены для сохранения её целостности, циклоны на полюсах звёзд тоже и их Ахиллесова пята и, двумя способами, могут привести к её распаду.
Первый такой, что циклон, вследствие внешнего действия, остановится или значительно замедлится. Это вызывает кольцеобразный распад объекта, потому что масса объекта, управляема силой инерции после замедления циклона и исчезновения большей части гравитации (вращения), начинает отходить от центра. Если циклон остановился, центр остаётся пустым, а если циклон только замедлился, часть масы остаётся там, в качестве нового объекта: планеты, звезды или какого-то объекта, формирующегося вокруг циклона. Второй способ распада такой, который вызывает взрывы звёзд. Об этом способе большей частью говорят из-за ясной причины (выглядят колоссально и возбуждают мечту) и из-за объективной причины (производят излучение сильной радиации, которую легко обнаружить, в отличие от кольцеобразной туманности, в которой радиации нет).
На самом деле, это одно и то же событие, которое происходит когда некоторый объект придёт снаружи вертикально к одному полюсу звезды, попадёт в центр циклона и вторгнется глубоко во внутренность звезды. Если объект небольшой, его взрыв повлияет на скорость и ритм циклона, а если большой, его взрыв вызовет взрыв звезды.
В таких обстоятельствах можно дать ясное определение законности, вызывающей распад звезды, напротив так называемому сгоранию и расходу топлива. Звёзды взрывают, несмотря на их величину и факт, бывают ли они центральным объектом или объектом, вращающимся вокруг другой звезды. Это непреодолимое препятствие толкованию о сгорании топлива, котором придётся ответить: почему масса объекта не условие расхода топлива.
Теперь можно видеть, почему не происходит цепная реакция; почему объект, взорвавшийся в орбите вокруг звезды, не уничтожает и главную звезду. Причина простая: боковые столкновения не вызывают взрыв. Материя, т.е. её часть, захваченная силой тяжести, слияется с центральным объектом. О математической модели, которая объяснила бы такие события, буду говорить, может быть, на другой раз.

(Рост материи вместо Биг Банг II. )
Из угла нашей системы можно ближе познакомиться с процессами увеличения объектов и их взаимоотношений. Какой объект ни посмотрим внутри Солнечной системы, все они покрыты кратерами, вызванными ударами больших или меньших астероидов и комет. Довольно удачное обстоятельство, что мы были в возможности вблизи посмотреть все планеты, много спутников, астероидов, комет. Вскоре Новые Горизонты подойдёт к Плутону - который то планета, то не планета - и даст нам более-менее известные факты, которые мы даже могли и вычислитъ. Однако, может быть, хоть бы маленький сюрприз появится.
Особенно интересно наблюдать кратеры на Луне, Меркурии, Каллисто,... потому что они твёрдые объекты без значительных геологических активностей, которые бы могли их разъесть или опустошить.
Это отнюдь не значит, что кратеры там от так называемого начала системы. Наоборот, фотографии совершенно ясно показывают наличие старших кратеров, разъеденных приходом новых объектов, вследствие которых появляются новые кратеры. Из исследования Земли мы узнали, что кратеры относительно новые явления и их старость не стоит мерить в миллиардах лет, потому что Земля геологически активна и относительно быстро разъедает кратеры. Обский метеорит произошёл чуть больше 100 лет назад; в течение тех 100 лет мы видели большое число ударов метеоритов в Землю. Многие из них с успехом прошли через атмосферу и ударили в почву. Мы видели удар комет в Юпитер, Солнце, даже есть фотография удара в Луну; это свидетельствует о постоянной активности, которая постоянно увеличивает массу планет и иных объектов. Без всякого сомнения можно сказать, что формирование не моментальное событие, а процесс, который длится одинаковой интенсивностью, увеличивая объекты пока они не станут звёздами. Они потом во взрыве и разложении материи заканчивают свой путь в начале, в основной материи (тёмной материи и энергии).
Это познание нам даёт новые вопросы или намекает новые ответы, которые по-другому определяют старость космических объектов, а также и одной Вселенной. Больше нельзя старость Земли связывать со старостью её коры; и раньше было ясно, что это неудачное решение
. Кроме того, на основе кругообразных процессов во Вселенной (формирование видимой материи, увеличение, разложение и возвращение к началу) не можно даже ни приблизительно определить старость Вселенной. Особенно смешно о старости говорить, используя в таком контексте отдалённость регистрированных нашими инструментами объектов. Когда двинется радиация с формировавшейся звезды, она продолжается пока звезда не станет новой, если она относительно меньше и моложе, или сверхновой, если она относительно больше и старше.
Одну старость Земли очень трудно и приблизительно определить. Вычисление её старости нужно начать со старостью маленького астероида, старость которого оценивается в 4.5 миллиардов лет. Эту цифру мы постарались задать тоже и как старость коры, хотя нет ни одного доказательства, ни одной связи относительно сходства тех отдельных миров. Земля постоянно возобновляет кору, как змея кожу, либо тектоникой плит, либо вулканической активностью и постоянным приходом новой внеземной материи; оценивается, что ежегодно придёт 4 000 - 100 000 тонн внеземной материи.
Это данное следующий фактор определения старости. Его проблема в том, что его количество уменьшается чем объект меньше или увеличивается чем он больше. Интенсивность прихода или увеличения подобна той же через очень долгий период времени. Есть данное для Земли, что её количество массы, с помощью гравитационных эффектов близости Солнца, формировало расплавленное ядро. На самом деле, только кора тверда, а её толщину можно мерить в промилле. Расплавленная Земля значительно старше твёрдых объектов, например: Меркурия, Марса, Луны, и т.д. Их старость менее одного промилле старости Земли.
Когда я оцениваю старость Земли в квадриллион лет, это данное только оценка нижней границы старости, полученной из, очень сомнительной, старости астероида и ежегодного увеличения массы от 4 000 - 100 000 тонн пришедшего материала. Это количество достаточное, чтобы уничтожить иллюзию о 4.5 - 4.8 миллиардов лет, вычисленных для коры, а крайне небрежно применённых на целую Землю.
Чем объект больше, тем, как правило, и старше. Когда он достигнет 10% массы Солнца, теряет кору и становится солнечным объектом или звездой. Однако, нельзя забывать, что эта давно утверждённая граница очень сомнительна, потому что новые наблюдения с помощью более аккуратных инструментов значительно понизили ту границу. Существуют ещё и объекты, которые становятся солнечными даже и при массе, похожей массы Юпитера или меньше, из-за сил тяжести и вращения центрального объекта.
Старость Вселенной можно оценить только из её дискообразной формы. Она указывает на то, что для достижения той формы нужна большая внешная скорость, долгий период времени и большое число вращений. Учитывая отдалённость самой отдалённой галактики, чьё расстояние оцениваем в 13.7 - 13.8 миллиардов световых лет и считая, что это расстояние Вселенной от приблизительного центра - тут, где мы - до её внешней части можно назвать её радиусом, а что внешняя скорость вращения 270 000 км/сек., т.е. 9/10 скорости света, получается результат окружности Вселенной: она полный круг совершает приблизительно через 94.5 миллиардов лет.
Это число нужно умножить с большим числом вращений, нужных, чтобы вызвать формирование диска. Сейчас понятно, что старость Вселенной неважна, потому что это огромное число, у которого, именно из-за этой причины, нет никаких практических или теоретических достоинств.

Космология - это наука о Вселенной в целом, и таким образом, предметом частной науки космологии является вся Вселенная. Космология рассматривает наиболее общие закономерности развития, наиболее общие эпохи в истории Вселенной. Общий возраст нашей Вселенной оценивается в ~15-20 млрд лет. Термин "ранняя Вселенная" родился сравнительно недавно и как всякий новорожденный термин является неустоявшимся. Различные специалисты именуют этим термином разные эпохи развития нашей Вселенной. Так, еще 15-20 лет назад, говоря о ранней Вселенной, космологи имели в виду эпоху, соответствующую возрасту от ~300 тысяч лет до 1 млрд лет от начала ее истории.

Сейчас, когда говорят о ранней Вселенной, обычно подразумевают эпоху, соответствующую возрасту от ~10 - 43 секунды до 3 минут от начала истории. Это наиболее интересная часть истории Вселенной. В этот период эволюции Вселенной сформировались многие ее свойства, которые сейчас проявляются в виде хаббловского расширения , крупномасштабной структуры Вселенной и даже в виде физических законов, действующих в нашей части Вселенной. Краткому описанию основных этапов в развитии нашей Вселенной посвящена эта статья.

Эпохи во время эволюции Вселенной можно характеризовать указанием времени этой эпохи относительно момента Большого Взрыва , однако более удобно характеризовать их соответствующим значением красного смещения z - так в астрономии называют смещение линий в спектрах далеких галактик (при удалении объекта от наблюдателя его спектральные линии смещены в красное крыло спектра относительно лабораторной системы отсчета). Чтобы понять физический смысл красного смещения, предположим, что импульс излучения (фотон) проходит мимо последовательного ряда наблюдателей, каждый из которых соответствует определенному этапу состояния вещества в расширяющейся Вселенной. Скорость фотона постоянна, но из-за эффекта Доплера частота излучения фотона для каждого из наблюдателей уменьшается со временем. Если λ н и λ и - длины распространяющейся волны в месте наблюдения и месте излучения соответственно, то смещение спектральных линий не слишком далекой (в космологическом смысле) галактики определяется равенством 1+z =λ н /λ и. Таково историческое определение понятия красного смещения. Точное определение красного смещения через геометрические характеристики Вселенной - это 1+z =a н /a и, где a н и a и - значения масштабного фактора (см. ниже) соответственно в момент наблюдения и в момент излучения. Значение красного смещения для рассматриваемых здесь эпох меняется от ~10 32 до ~10 8 . Основные эпохи ранней Вселенной приведены в табл. 1.

Таблица. Основные эпохи эволюции ранней Вселенной

Название эпохи и соответствующие ей физические процессы	Время от Большого Взрыва, секунды	Температура, K
Рождение классического пространства-времени	10 - 43	10 32
Стадия инфляции	~10 - 42 -10 - 36	Меняется в очень широких пределах
Рождение вещества	10 - 36	~10 29
Рождение барионного избытка	10 - 35	~10 29
Электрослабый фазовый переход	10 - 10	~10 16 -10 17
Конфайнмент кварков	10 - 4	~10 12 -10 13
Первичный нуклеосинтез	1-200	~10 9 -10 10

2. Рождение Вселенной

Момент рождения Вселенной - это эпоха рождения классического пространства-времени. Общепризнанной в настоящее время считается теория Большого Взрыва , то есть рождение Вселенной из сингулярности (иногда говорят, из пространственно-временной пены). В момент рождения Вселенной плотность ρ и температура T вещества достигали планковских значений: ρ pl ≈10 93 г/см 3 , T pl =1,3·10 32 К.Великий немецкий физик Макс Планк в конце прошлого века ввел новую константу, которая теперь носит название постоянной Планка ħ. Она является основной константой в квантовой теории. Вскоре после своей знаменитой работы, где впервые было введено понятие кванта действия, Планк обосновал введение в физику новой системы единиц, которая сейчас носит название естественной системы единиц. Пользуясь тремя фундаментальными физическими константами - скоростью света c , постоянной гравитации G и постоянной Планка ħ - он сформировал основные размерные величины физики: единицу длины l pl =[ħG /c 3 ] 1/2 , времени t pl =[ħG /c 5 ] 1/2 и массы m pl =[ħc /G ] 1/2 . Из этих единиц удобно образовать две новые единицы измерения - планковскую плотность, определяя ρ pl =m pl /l pl 3 , и температуру kT pl =m pl c 2 (k - постоянная Больцмана, связывающая температуру тела с кинетической энергией составляющих его частиц). Следует отметить, что определение планковской длины l pl =[ħG /c 3 ] 1/2 совпадает с эквивалентным определением такой единицы, как комптоновская длина волны l pl =ħ/(m pl c ) для частицы с массой m pl . Подробное обсуждение систем единиц в современной физике и методическое значение правильно выбранной системы единиц содержится в статье Л.Б. Окуня "Фундаментальные константы природы" в этом томе.С момента Большого Взрыва Вселенная непрерывно расширяется, температура вещества понижается, а объем растет. При описании рождения Вселенной используются самые общие идеи о квантовой эволюции Вселенной как целого. Одно из них утверждает, что полная масса замкнутой Вселенной равна нулю. Это означает, что вся Вселенная может родиться без затрат энергии, то есть из ничего. Вероятность рождения Вселенной с радиусом кривизны $H^{-1}$ определяется как

W ∝ exp[-(18/16)π 2 m pl 2 /H 2 ].

Здесь планковская масса m pl ≈10 - 5 г, множители перед экспонентой опущены. Таким образом, вероятность рождения мира с большим значением радиуса кривизны, H - 1 ≫m pl - 1 , мала (единицы измерений выбраны так, чтобы размерности H и m pl были одинаковы), наиболее вероятно рождение мира с радиусом кривизны порядка планковского (H - 1 ~m pl - 1).Процесс расширения Вселенной принято описывать с помощью масштабного фактора a (t ), который характеризует изменение со временем расстояний между космологическими объектами.

На рис. 1 схематически представлена зависимость масштабного фактора a от времени t . Слева от оси ординат (при t 3. Расширяющаяся Вселенная После рождения Вселенной из "ничего" можно пользоваться неквантовыми уравнениями общей теории относительности (ОТО) для описания эволюции масштабного фактора. Уравнения ОТО однозначно предсказывают закон расширения Вселенной , если известны плотность энергии αc 2 и давление p вещества (в однородной и изотропной модели). Плотность энергии часто выражают с помощью параметра Ω=ρ/ρ кр, а давление - через уравнение состояния p (ρ). Здесь ρ кр - критическая плотность Вселенной , выражаемая через параметр Хаббла H : ρ кр =3H 2 /(8πG ).В общей теории относительности основной функцией является метрика или пространственно-временной интервал между двумя событиями. В космологии же основной функцией является масштабный фактор a (t ), который определяет также и метрику пространства-времени и имеет размерность длины. Функция a (t ) определяется из совместного решения уравнений Фридмана и уравнения состояния вещества во Вселенной (то есть зависимостью давления вещества от плотности).Физический смысл уравнений Фридмана ясен из следующего примера. Если мысленно в однородной и изотропной расширяющейся Вселенной описать окружность радиуса a вокруг некоторой точки, то первое уравнение Фридмана представляет собой уравнение сохранения энергии при расширении этой элементарной сферы. Удельная кинетическая энергия такой сферы

1/2[da /dt ] 2 =v 2 /2,

А удельная потенциальная энергия есть -4πG ρa 2 /3. Сумма этих энергий есть величина постоянная. Второе уравнение Фридмана представляет собой уравнение Ньютона в релятивистском случае: d 2 a /dt 2 =g , где g - сила тяжести. При вычислении массы этой элементарной сферы учитывается вклад давления в массу, что является спецификой ОТО:

M =4/3πa 3 [ρ+3p /c 2 ].

Закон расширения Вселенной зависит также от уравнения состояния вещества.В космологии различают три основных уравнения состояния . Это пылеподобное уравнение состояния (p =0), радиационно-доминированное уравнение состояния (p =ρc 2 /3) и уравнение состояния фальшивого вакуума (p =-ρc 2), или инфляционное. Для современной Вселенной, которую описывают пылеподобным уравнением состояния, зависимость масштабного фактора от времени имеет вид a (t )∝t 2/3 . В ранней Вселенной для масштабного фактора характерно другое поведение. Через 10 - 42 секунды после рождения классического пространства-времени во Вселенной начинается инфляционная стадия. Она характеризуется предельно сильным отрицательным давлением p =-ρc 2 (состояние фальшивого вакуума), при котором меняются сами законы обычной гравитационной физики. Вещество в этом состоянии не источник притяжения, а источник отталкивания.Отрицательное давление имеет простой физический смысл - это силы натяжения. Если обычное положительное давление препятствует сжатию вещества, то отрицательное давление препятствует растяжению вещества. Тем не менее в лабораторных условиях такое уравнение состояния не встречается: при таком уравнении развивается очень большое (релятивистское) отрицательное давление, которое действует независимо от направления (паскалево давление). Натяжения в обычном твердом теле (например, в резине) являются непаскалевыми, они возникают только в одном направлении. В случае уравнения состояния p =-ρc 2 плотность не зависит от времени и масштабного фактора, то есть во время инфляционной стадии при расширении Вселенной плотность среды не меняется, ρ=const. В обычной физике только у вакуума плотность не меняется при расширении, поэтому такое состояние иногда называют состоянием фальшивого вакуума.При подстановке в уравнение массы выбранной пробной сферы отрицательного давления фальшивого вакуума p =-ρc 2 получается отрицательная масса. Это означает, что притяжение, имеющее место при обычных уравнениях состояния (p =0, p =ρc 2 /3), меняется на отталкивание. Уравнение эволюции масштабного фактора принимает вид

d 2 a /dt 2 =8πG /3·ρa .

Поскольку ρ=const, то решение уравнения представляет собой сумму двух членов:

a (t )=a 1 e H (t - t i ) + a 2 e - H (t - t i ) ,

Где H 2 =8πG ρ/3. Масштабный фактор растет со временем экспоненциально: a (t )∝e H t , так как второе слагаемое a 2 e - H (t - t i ) быстро убывает со временем и не дает никакого значимого вклада в общее движение уже через промежуток времени H δt ≈ 10. Это свойство приводит к тому, что во время инфляционной стадии объем Вселенной увеличивается на много порядков (в некоторых моделях даже на порядки порядков, скажем в 10 1000), так что вся Вселенная оказывается в одной причинно-связанной области, уравниваются кинетическая энергия расширения Вселенной и ее потенциальная энергия. Во время этой стадии возникают физические условия, которые позже приводят к расширению Вселенной по закону Хаббла .Пусть две частицы находятся на расстоянии r друг от друга в начале инфляционной стадии t =t i . Расстояние между ними изменяется согласно выражению

l (t )=a (t )/a (t i ) ,

А скорость меняется как первая производная от расстояния:

v (t )=[Ha 1 e H (t - t i ) + Ha 2 e - H (t - t i ) ]/a (t i )·r .

После достаточно длительного времени (H δt ≫1) вторым членом в числителе можно пренебречь и уравнение для взаимной скорости двух частиц будет выглядеть как v (t )=Hl (t ), то есть скорость изменения расстояния будет равна самому расстоянию, умноженному на постоянный (это важно!) коэффициент. Точно такой же закон описывает рост денежной массы в период инфляции. Именно поэтому автор данной теории американский космолог А. Гус назвал эту стадию развития Вселенной инфляционной стадией . На инфляционной стадии H =const, после ее окончания H начинает меняться со временем, но закон расширения уже не меняется. Гравитационные силы отталкивания в инфляционный период разгоняют частицы, а дальше они движутся по инерции. Так формируется хаббловский закон расширения.Необходимо четко представлять разницу между причиной взрыва в бомбе и Большим Взрывом во Вселенной. В бомбе сила, ответственная за разлет частиц, вызвана градиентом давления внутри взрывчатого вещества. Во Вселенной с уравнением состояния p =-ρc 2 вещество распределено однородно и градиентов давления нет. Из-за большой величины отрицательного давления меняется знак источника гравитационного поля ρc 2 +3p и возникает эффективная антигравитация, то есть разлетание вещества. Таким образом, толчком к расширению мира, к формированию хаббловского закона расширения, к установлению причинной связи во Вселенной на больших расстояниях, а также к выравниванию кинетической энергии расширения и потенциальной энергии поля послужила эффективная антигравитация, вызванная отрицательным давлением, которое, как полагают, существовало в ранней Вселенной.Во время стадии инфляции имел место еще один важный процесс: это рождение из вакуумных квантовых флуктуаций скалярного поля малых возмущений плотности, а из квантовых флуктуаций метрики - гравитационных волн. Материя с уравнением состояния p =-ρc 2 является неустойчивой относительно малых возмущений. Квадрат скорости звука в таком веществе - величина отрицательная, поэтому эволюция малого возмущения, описываемая экспонентой с мнимым декрементом, оказывается экспоненциально растущей или экспоненциально затухающей величиной. Экспоненциальный рост возмущения разрушает вещество с отрицательным давлением и прекращает инфляцию. Однако поскольку в разных местах пространства затравочные возмущения имели разную амплитуду и, следовательно, росли разное время до критического значения, то и инфляция в разных местах пространства прекращается в разное время. Переход от стадии расширения, когда масштабный фактор меняется по экспоненциальному закону (эпоха инфляции), на фридмановскую стадию расширения, когда масштабный фактор меняется по степенному закону, происходит неодновременно. Это вызывает флуктуации метрики вида h ~H δt (r ), где δt (r ) - запаздывание, зависящее от точки пространства, а H - параметр Хаббла в эпоху инфляции.Вакуумные квантовые флуктуации, которые обычно проявляются только в микроскопических масштабах, в экспоненциально расширяющейся Вселенной быстро увеличивают свою длину и амплитуду и становятся космологически значимыми. Таким образом, возникшие впоследствии скопления галактик и сами галактики являются макроскопическими проявлениями квантовых флуктуаций на ранних этапах развития Вселенной.Спектр первичных возмущений метрики можно построить, исследуя анизотропию реликтового излучения . Фотоны, двигаясь в переменном гравитационном поле, изменяют свою частоту и, следовательно, температуру. Поэтому температура реликтового излучения различна в разных направлениях на небе. Угловой спектр температурных флуктуаций реликтового излучения однозначно связан со спектром возмущений гравитационного поля. По наблюдениям анизотропии реликтового излучения можно восстановить спектр первичных возмущений. По спектру первичных возмущений вещества и спектру гравитационных волн можно восстановить законы физики на стадии инфляции, то есть в области энергий 10 16 ГэВ. Сейчас, в результате космических экспериментов РЕЛИКТ и COBE (COsmic Background Explorer) и наземных экспериментов TENERIFE, SASKATOON и САТ, угловой спектр анизотропии реликтового излучения измерен в интервале углов от 90° до 30′. На рис. 2 приведены теоретические спектры угловых флуктуаций реликтового излучения, сформированные скалярными возмущениями (то есть флуктуациями плотности) и гравитационными волнами. Измеренные значения близки к вычисленным, что подтверждает справедливость теоретических построений.

Очень важным следствием этих экспериментов является возможность сделать некоторые выводы о физических взаимодействиях в энергетическом диапазоне 10 16 ГэВ. Можно сказать, что теория инфляционной Вселенной получила первое экспериментальное подтверждение. Выводы из этих измерений - это также первые экспериментальные данные, относящиеся к поведению взаимодействий в области энергий 10 16 ГэВ. Здесь уместны несколько слов об общечеловеческом значении этих данных. Первые физические опытные данные человечества относились к масштабу энергий ~1 эВ на молекулу, то есть к горению веток, дров и каменного угля. Овладение огнем позволило нашим предкам стать homo sapiens. Вначале экспериментально-физическое, а затем и технологическое овладение масштабом энергий от ~100 кэВ до ~1 МэВ возвестило начало ядерного и термоядерного века. Это перемещение "всего" только в миллион раз по шкале энергий! Что же тогда сулят человечеству экспериментальные знания при перемещении в десятки миллиардов миллиардов раз, от 1 МэВ до 10 16 ГэВ!

4. Стадия бариосинтеза

Уравнение состояния вещества с отрицательным давлением неустойчиво: оно должно смениться обычным (положительным или равным нулю) давлением. Поэтому инфляционная фаза развития Вселенной довольно быстро кончается. С окончанием этого этапа рождается обычная материя.Из астрономических наблюдений следует, что во Вселенной практически отсутствует антивещество. Звезды, газ и пыль нашей Галактики состоят из вещества, так как в противном случае аннигиляция вещества и антивещества, сопровождающаяся выделением большого количества энергии, была бы замечена. Известны сталкивающиеся галактики, галактики, входящие в скопления и омываемые облаками межгалактического газа, но нигде не замечено процессов аннигиляции.Многочисленные эксперименты на ускорителях элементарных частиц показывают, что процессы рождения вещества и антивещества равноправны. Однако если бы количество протонов на начальных стадиях Вселенной было в точности равно количеству антипротонов, то при остывании плазмы до температуры ~100 МэВ и ниже протоны и антипротоны аннигилировали бы, превратившись в фотоны, то есть во Вселенной вещество полностью бы исчезло, а осталось бы одно излучение. Однако сам факт нашего существования наглядно доказывает, что вещество во Вселенной все-таки есть, хотя его весьма мало по сравнению с количеством реликтовых фотонов. Отношение количества протонов n p и реликтовых фотонов n γ в настоящее время n p /n γ ≈10 - 8 -10 - 10 . Это означает, что во время горячей стадии, когда температура была очень высокой (kT ≫m p c 2), в первичной плазме существовало не точное, а лишь приблизительно равное количество протонов n p и антипротонов n p ~ :

[n p -n p ~ ]/n γ ∝10 - 9 .

Такое несоответствие эксперимента и теории ставит проблему асимметрии вещества и антивещества во Вселенной. Чаще ее называют проблемой , имея в виду, что во Вселенной присутствуют барионы (протоны и нейтроны) и практически полностью отсутствуют антибарионы (антипротоны и антинейтроны). Некоторое количество антипротонов регистрируется в космических лучах, однако их доля мала и они имеют не космологическое происхождение.Наиболее известными из барионов являются протоны и нейтроны, они же являются самыми стабильными частицами. Время распада протона превышает 10 32 лет, а время распада нейтрона около 20 мин. Имеется еще несколько короткоживущих барионов. Для всех этих частиц эксперименты показывают сохранение полного числа барионов во всех процессах взаимодействия. Например, если распадается нейтрон, то в результате взаимодействия появляется другой барион - протон: n →p +e + +ν ~ ; если в результате реакции рождается дополнительный протон, то этот процесс обязательно сопровождается рождением какого-либо антибариона, например антипротона p ~ :

π + +p →p +p ~ +π + .

Для описания этого экспериментального факта введено понятие сохранения барионного заряда по аналогии с сохранением электрического заряда. Самым ярким свидетельством в пользу сохранения барионного заряда является наблюдаемая стабильность протона, а самый яркий и единственный экспериментальный факт, опровергающий эту идею, - наличие вещества в современной Вселенной. Противоречие удается разрешить в рамках моделей Великого объединения (см. статью И.Л. Бухбиндера ), описывающих единым образом три вида фундаментальных взаимодействий: сильное (ядерное), слабое (с участием нейтрино) и электромагнитное, которые предсказывают несохранение барионного заряда при сверхвысоких энергиях от ~10 15 ГэВ и выше. Точнее, эти теории утверждают, что существуют частицы, названные X - и Y -лептокварками, обладающие свойствами как барионов, так и лептонов. Они взаимодействуют с кварками q и лептонами l следующим образом: q +q ↔X ↔q ~ +l ~ . Здесь символы q ~ и l ~ обозначают соответственно антикварк и антилептон. В этой цепочке реакций барионный заряд не сохраняется, так как барионный заряд кварка b =1/3, барионный заряд антикварка соответственно -1/3 , то есть в реакции такого типа барионный заряд уничтожается, Δb =-1.

С помощью гипотетических лептокварков удается объяснить высокую стабильность протонов, иными словами, наблюдаемое в экспериментах сохранение барионного заряда. Распад протона в этих моделях происходит по схеме, изображенной на рис. 3. Согласно теории элементарных частиц протон представляет собой систему из трех кварков (u,u,d ). Из моделей Великого объединения следует, что существует взаимодействие, переводящее два кварка u , d в сверхтяжелую частицу X . Однако процесс рождения частицы X является виртуальным, то есть реальная частица не рождается, поскольку масса X значительно больше массы протона и при рождении реальной частицы с массой m x нарушился бы закон сохранения энергии. В результате виртуальный X -лептокварк распадается на лептон (им может быть позитрон или мюон) и кварк u ~ , который в результате взаимодействия с третьим кварком u , составлявшим протон, образует, к примеру, π 0 - или K -мезон. Необходимость допустить при распаде протона промежуточное существование сверхмассивной частицы X приводит к тому, что вероятность данной реакции в единицу времени крайне низкая, Γ≈e 4 (m p /m X ) 4 m p из-за высокой массы X -лептокварка. Иными словами, при распаде протона в моделях Великого объединения барионный заряд на самом деле может меняться, но, чтобы зарегистрировать хотя бы одно событие распада единичного протона, потребовалось бы ждать не менее 10 32 лет. Уменьшить время ожидания, например, до одного года тоже можно, но в этом случае придется одновременно следить уже не за одним протоном, а за 100 тоннами водорода. Однако при столкновении двух протонов вероятность их распада растет пропорционально квадрату энергии в системе центра масс протонов, и, когда энергия частиц превышает ~10 15 ГэВ, распады протонов весьма интенсивны. Такие энергии были характерны для плазмы в ранней Вселенной в промежутке времени от ~10 - 42 до ~10 - 36 секунды после Большого Взрыва. Механизм бариосинтеза имеет много общего с обычными химическими реакциями, поэтому его называют горячим бариосинтезом, а эпоху генерирования избытка вещества над антивеществом - стадией бариосинтеза. Существует несколько альтернативных механизмов образования барионного избытка. Один из таких механизмов, который работает при значительно более низких температурах (когда энергия частиц падает до 10 ТэВ), носит название холодного бариогенеза.Среди других механизмов образования барионного заряда заслуживает упоминания механизм, связанный с испарением первичных черных дыр (подробнее см. статью Д.А. Киржница "Горячие черные дыры" в этом томе) . Этот процесс также ведет к образованию избытка вещества над антивеществом.

5. Нуклеосинтез

Когда температура Вселенной понижается до 10 16 -10 17 К, в горячей плазме, наполняющей Вселенную, происходит электрослабый фазовый переход. До этого момента электромагнитные и слабые взаимодействия с участием нейтрино являются единым электрослабым взаимодействием. После того как происходит фазовый переход, бозоны W ± и Z 0 - переносчики электрослабого взаимодействия - становятся массивными (срабатывает механизм динамического рождения массы) и слабое взаимодействие становится очень слабым и короткодействующим. В эту эпоху слабые и электромагнитные взаимодействия, бывшие до этого момента времени едиными, расщепляются на обычные электромагнитные, основным квантом которых является фотон, и слабые взаимодействия с участием нейтрино, основными квантами которых являются W ± - и Z 0 -бозоны.Позже, примерно при температуре T ≈10 11 К, происходит конфаймент (невылетание) кварков. В свободном состоянии кварки могут существовать только в очень горячей плазме с температурой T >10 11 К. В ранней Вселенной, когда температура была значительно больше этой величины, протонов и нейтронов не было, существовал "кварковый суп". В результате расширения Вселенной температура падает, кварки начинают соединяться, образуя протоны и нейтроны, и как самостоятельные частицы уже не встречаются в природе (не вылетают).После эпохи образования протонов и нейтронов наиболее замечательной является эпоха нуклеосинтеза . Она начинается через 1 секунду после Большого Взрыва и продолжается вплоть до ~100 секунд. В этот период синтезируются легкие ядра (с атомным весом A >5), более тяжелые ядра синтезируются позже взвездах.Первичная плазма в рассматриваемые эпохи подчиняется радиационно-доминированному уравнению состояния p =ρc 2 /3, что позволяет использовать простое приближенное уравнение, связывающее температуру первичной плазмы T (МэВ) с возрастом Вселенной t (в секундах): T ∝ t - 1/2 .Через 1 секунду после Большого Взрыва температура первичной плазмы упала до 10 10 K, что соответствует энергии ~1 МэВ. Промежуток времени от t ≈1 до t ≈200 cекунд играет существенную роль в жизни Вселенной. В этот период образуются первичные легкие ядра: 4 He (25 %), дейтерий 2 H (3·10 - 5 %), 3 He (2·10 - 5 %), 7 Li (10 - 9 %), то есть начинает рождаться привычное нам вещество. Кинетические уравнения, описывающие рождение легких элементов в эпоху нуклеосинтеза , образуют достаточно громоздкую цепочку, каждое из них соответствует одной термоядерной реакции. Рождение различных ядер в процессе первичного нуклеосинтеза существенно зависит от отношения n /p числа нейтронов к числу протонов в рассматриваемую эпоху. При t T>1 МэВ относительная концентрация нейтронов и протонов описывалась равновесной формулой n /p =exp[-Δm /T ]), где Δm ≈1,3 МэВ - разница в массах нейтрона и протона. Это равновесие поддерживалось реакциями слабого взаимодействия. При падении температуры до T =0,7 МэВ эти реакции практически прекратились и отношение n /p стало постоянным и равным отношению этих величин в конце процесса. На этом этапе развития Вселенной нейтроны и протоны существовали в свободном виде, не связываясь в ядра. Позже, когда температура упала ниже 100 кэВ, большая часть нейтронов (кроме тех, что успели распасться) оказалась связанной при образовании дейтерия в ходе реакции p +n →2 2 H+γ.В свою очередь дейтерий, эффективно захватывая барионы первичной плазмы, рождал 3 He и тритий (3 H). С захватом еще одного протона или нейтрона образовывался 4 He, в котором практически все нераспавшиеся нейтроны заканчивали свой путь. Отсутствие подходящих ядер с массовым числом A =5 тормозило дальнейшие реакции, делая образование более тяжелых элементов (3 He+ 4 He → 7 Be, 3 4 He→ 12 C и т. п.) маловероятным событием.Относительный (по массе) выход 3 He, 4 He, 2 H и 7 Li в зависимости от плотности барионов Ω b показан на рис. 4. Уменьшение выхода дейтерия с ростом Ω b объясняется тем, что при увеличении плотности барионов растет число столкновений между ними и соответственно возрастает вероятность образования тяжелых ядер. Следовательно, количество дейтерия во Вселенной является чувствительным индикатором плотности барионной составляющей. Другим таким индикатором является количество 7 Li.

Из сравнения расчетов с наблюдаемым обилием элементов следует, что плотность барионов Ω b =0,05±0,03. Предсказание количества водорода (H ≈75 %), гелия (4 He≈25 %), а также остальных легких элементов, достаточно хорошо согласующееся с наблюдениями, является основным результатом теории нуклеосинтеза, а предсказание плотности барионов во Вселенной - основным побочным продуктом этой теории. Стадия нуклеосинтеза является заключительной стадией, которая относится к ранней Вселенной. Она заканчивается через 3 минуты после Большого Взрыва. Эпохи в жизни нашей Вселенной, следующие за эпохой нуклеосинтеза , представляют интерес уже с точки зрения космологии современной Вселенной.

6. Заключение

Вслед за эпохой нуклеосинтеза следует стадия, играющая немаловажную роль в космологии - эпоха доминирования (преобладания) скрытой массы , которая в зависимости от типа носителя скрытой материи наступает примерно при температуре T ≈10 5 К. Начиная с этой эпохи растут малые возмущения плотности вещества, которые к нашему времени увеличиваются настолько, что появляются галактики, звезды и планеты.Затем наступает эпоха рекомбинации водорода, в процессе которой протоны и электроны объединяются и образуется водород - самый распространенный элемент во Вселенной. Эпоха рекомбинации совпадает с эпохой "просветления" Вселенной: плазма исчезает и вещество становится прозрачным. Температура этой эпохи известна очень хорошо из лабораторной физики T ≈4500-3000 К. После рекомбинации фотоны доходят до наблюдателя, практически не взаимодействуя с веществом по дороге, составляя реликтовое излучение , энергетический спектр которого соответствует в настоящее время спектру абсолютно черного тела, нагретого до температуры 2,75 К. Разница в температурах ~3000 и ~3 К обусловлена тем, что с эпохи просветления Вселенной ее размеры увеличились примерно в 1000 раз.В промежутке между эпохой рекомбинации и нашим временем расположена еще одна важная эпоха - образование крупномасштабной структуры Вселенной или образование сверхскоплений галактик. Условно эта эпоха приходится на красное смещение z ≈10, когда температура реликтовых фотонов падает до 30 К. В промежутке от z ≈10 до z ≈0 лежит эпоха нелинейной стадии эволюции внегалактических объектов, то есть эпоха обычных галактик, квазаров, скоплений и сверхскоплений галактик. Но все это уже за рамками настоящей статьи.

Литература

1. Космология . Физика космоса. Маленькая энциклопедия. М.: Сов. энциклопедия, 1986, с. 90.
2. Вайнберг С. Первые три минуты. М.: Энергоиздат, 1981.
3. Долгов А.Д., Зельдович Я.Б., Сажин М.В. Космология ранней Вселенной. М.: МГУ, 1988.
4. Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Строение и эволюция Вселенной. М.: Наука, 1975.
5. Окунь Л.Б. Физика элементарных частиц. М.: Наука, 1988.

Происхождение химических элементов во Вселенной

Создание химических элементов на Земле

Все знают периодическую таблицу химических элементов — таблицу Менделеева . Там элементов достаточно много и непрерывно физики трудятся над тем, чтобы создать всё более и более тяжёлые трансурановые элементы . Есть много интересного в ядерной физике, связанного с устойчивостью этих ядер. Есть всякие острова стабильности и люди, работающие на соответствующих ускорителях, пытаются создать химические элементы с очень большими атомными числами. Но все эти элементы живут очень недолго. То есть можно создать несколько ядер этого элемента , успеть что-то исследовать, доказать что вы его вправду синтезировали и открыли этот элемент . Получите право присвоить ему какое-то имя, может быть получите Нобелевскую премию. Но в природе этих химических элементов кажется нет, но на самом деле они могут в каких-то процессах возникать. Но совершенно в ничтожных количествах и за короткое время распадаются. Поэтому во Вселенной , в основном, мы видим элементы начиная с урана и легче.

Эволюция Вселенной

Но Вселенная наша эволюционирует. И вообще, как только вы пришли к идее какого-то глобального изменения, вы неизбежно приходите к мысли о том, что всё что вы видите вокруг, в том или ином смысле, становится бренным. И если, в смысле людей, зверей и вещей мы как-то с этим смирились, то сделать следующий шаг, иногда, кажется странным. Например, вода то она всегда вода или железо оно всегда железо?! Ответ нет, поскольку эволюционирует Вселенная в целом и когда-то, естественно, не было, например, земли и все её составные части были разбросаны по какой-нибудь туманности, из которой складывалась Солнечная система. Нужно идти ещё и ещё дальше назад и окажется, что когда-то не было, не только Менделеева и его периодической таблицы, но не было никаких элементов в неё входящих. Так как наша Вселенная родилась, пройдя через очень горячее, через очень плотное состояние. А когда горячо и плотно, всё сложные структуры разрушаются. И поэтому, в очень ранней истории Вселенной не существовало стабильно никаких, привычных для нас, веществ или даже элементарных частиц.

Происхождение лёгких химических элементов во Вселенной

Образование химического элемента — водорода

По мере того, как Вселенная расширялась , остывала и становилась менее плотной, появлялись какие-то частицы. Грубо говоря, каждой массе частицы, мы можем сопоставить энергию по формуле E=mc 2 . Каждой энергии мы можем сопоставить температуру и когда температура падает ниже этой критичной энергии, частица может становиться стабильной и может существовать.
Соответственно Вселенная расширяется , остывает и из таблицы Менделеева первым естественно появляется водород . Потому что это просто протон. То есть появились протоны, и мы можем сказать, что появился водород . В этом смысле Вселенная на 100% состоит из водорода, плюс тёмное вещество, плюс тёмная энергия, плюс многое излучения. Но из обычного вещества есть только водород . Появляются протоны , начинают появляться нейтроны . Нейтроны немножечко тяжелее протонов и это приводит к тому, что нейтронов появляется немножко меньше. Чтобы какие-то временные факторы в голове были, мы говорим ещё о первых долях секунды жизни Вселенной .

«Первые три минуты»
Появились протоны и нейтроны , вроде бы горячо и плотно. И с протона и нейтрона можно начать термоядерные реакции, как в недрах звёзд. Но на самом деле, ещё слишком горячо и плотно. Поэтому надо чуть-чуть подождать и где-то с первых секунд жизни Вселенной и до первых минут. Есть книжка Вайнберга известная, называется «Первые три минуты» и она посвящена вот этому этапу в жизни Вселенной .

Происхождение химического элемента — гелия

В первые минуты начинают идти термоядерные реакции, потому что вся Вселенная похожа на недра звезды и термоядерные реакции могут идти. Начинают образовываться изотопы водорода – дейтерий и соответственно тритий . Начинают образовываться более тяжелые химические элементы – гелий . А вот дальше двигаться трудно, потому что стабильных ядер с числом частиц 5 и 8 нет. И получается такая вот сложная затыка.
Представьте, что у вас комната усыпана детальками от лего и вам нужно бегать и собирать структуры. Но детальки разбегаются или комната расширяется, то есть, как-то всё движется. Вам трудно собирать детальки, да ещё вдобавок, например, вот две вы сложили, потом ещё две сложили. А вот приткнуть пятую не получается. И поэтому за эти первые минуты жизни Вселенной , в основном, успевает сформироваться только гелий , немножко лития , немножко дейтерия остаётся. Он просто сгорает в этих реакциях, превращается в тот же гелий .
Так, что в основном Вселенная оказывается, состоящей из водорода и гелия , спустя первые минуты своей жизни. Плюс совсем небольшое количество элементов немножко более тяжёлых. И как бы всё, на этом первоначальный этап формирования таблицы Менделеева закончился. И наступает пауза, пока не появятся первые звезды. В звёздах опять получается горячо и плотно. Создаются условия для продолжения термоядерного синтеза . И звёзды большую часть своей жизни, занимаются синтезом гелия из водорода . То есть всё равно игра с первыми двумя элементами. Поэтому из-за существования звёзд, водорода становится меньше, гелия становится больше. Но важно понимать, что по большей части, вещество во Вселенной находится не в звёздах. В основном обычное вещество разбросано по всей Вселенной в облаках горячего газа, в скоплениях галактик, в волокнах между скоплений. И этот газ может быть никогда не превратится в звёзды, то есть в этом смысле, Вселенная всё равно останется, в основном, состоящей из водорода и гелия . Если мы говорим об обычном веществе, но на фоне этого, на уровне процентов, количество лёгких химических элементов падает, а количество тяжёлых элементов растет.

Звёздный нуклеосинтез

И так после эпохи первоначального нуклеосинтеза , наступает эпоха звёздного нуклеосинтеза , который идёт и в наши дни. В звезде, в начале водород превращается в гелий . Если условия позволят, а условия это температура и плотность, то пойдут следующие реакции. Чем дальше мы продвигаемся по таблице Менделеева, тем труднее начинать эти реакции, тем более экстремальные условия нужны. Условия создаются в звезде сами по себе. Звезда сама на себя давит, ее гравитационная энергия уравновешивается с её внутренней энергией, связанной с давлением газа и изучением. Соответственно, чем тяжелее звезда, тем сильнее она себя сдавливает и получает более высокую температуру и плотность в центре. И там могут идти следующие атомные реакции .

Химическая эволюция звёзд и галактик

В Солнце после синтеза гелия , запустится следующая реакция, будет образовываться углерод и кислород . Дальше реакции не пойдут и Солнце превратится в кислородно-углеродный белый карлик . Но при этом внешние слои Солнца, уже обогащённые реакция синтеза, будут сброшены. Солнце превратится в планетарную туманность, внешние слои разлетятся. И по большей части, вот так сброшенное вещество, после того, как она перемешается с веществом межзвёздной среды, сможет войти в состав следующего поколения звёзд. Так что у звёзд есть такая вот эволюция. Есть химическая эволюция галактик , каждые следующие образующиеся звёзды, в среднем, содержат всё больше и больше тяжелых элементов. Поэтому самые первые звёзды, которые образовывались из чистого водорода и гелия , они, например, не могли иметь каменных планет. Потому что их не из чего было делать. Нужно было, чтобы прошел цикл эволюции первых звёзд и здесь важно, что быстрее всего эволюционируют массивные звёзды.

Происхождение тяжёлых химических элементов во Вселенной

Происхождение химического элемента — железа

Солнце и его полное время жизни почти 12 млрд лет. А массивные звезды живут несколько миллионов лет. Они доводят реакции до железа , и в конце своей жизни взрываются. При взрыве, кроме самого внутреннего ядра, всё вещество оказывается сброшено и поэтому наружу сбрасывается большое количество, естественно, и водорода , который остался не переработанным во внешних слоях. Но важно, что выбрасывается большое количество кислорода , кремния , магния , то есть уже достаточно тяжелых химических элементов , чуть-чуть не доходящих до железа и, родственных ему, никеля и кобальта . Очень выделенные элементы. Может быть, со школьных времен памятна такая картинка: номер химического элемента и выделение энергии при реакциях синтеза или распада и там получается такой максимум. И железо, никель, кобальт находятся на самой верхушке. Это означает, что распад тяжелых химических элементов выгоден до железа , синтез из лёгких тоже выгоден до железа. Дальше энергию нужно тратить. Соответственно мы двигаемся со стороны водорода, со стороны лёгких элементов и реакция термоядерного синтеза в звездах могут доходить до железа. Они должны идти с выделением энергии.
При взрыве массивной звезды, железо , в основном, не выбрасывается. Оно остается в центральном ядре и превращается в нейтронную звезду или чёрную дыру . Но выбрасываются химические элементы тяжелее железа . Железо выбрасывается при других взрывах. Взрываться могут белые карлики, то что остается, например, от Солнца. Сам по себе белый карлик очень стабильный объект. Но у него есть предельная масса, когда он эту устойчивость теряет. Начинается термоядерная реакция горения углерода .

Взрыв Сверхновой
И если обычная звезда, это очень стабильный объект. Вы её чуть-чуть нагрели в центре, она на это отреагирует, она расширится. Упадет температура в центре, и всё она себя отрегулирует. Как бы в её ни грели или ни охлаждали. А вот белый карлик так не умеет. Вы запустили реакцию, он хочет расшириться, а не может. Поэтому термоядерная реакция быстро охватывает весь белый карлик и он целиком взрывается. Получается взрыв Сверхновой типа 1А и это очень хорошая очень важная Сверхновая. Они позволили открыть . Но самое главное, что при этом взрыве карлик разрушается полностью и там синтезируется много железа . Всё желез о вокруг, все гвозди, гайки, топоры и все железо внутри нас, можно уколоть палец и посмотреть на него или попробовать на вкус. Так вот всё это железо взялось из белых карликов.

Происхождение тяжёлых химических элементов

Но есть ещё более тяжелые элементы. Где же синтезируется они? Долгое время считалось, что основное место синтеза более тяжелых элементов , это взрывы Сверхновых , связанных с массивными звёздами. Во время взрыва, то есть когда есть много лишней энергии, когда летают всякие лишние нейтроны , можно проводить реакции, которые энергетически невыгодны. Просто условия так сложились и в этом, разлетающемся веществе, могут идти реакции, синтезирующие достаточно тяжёлые химические элементы . И они действительно идут. Многие химические элементы , тяжелее железа, образуются именно таким способом.
Кроме того, даже не взрывающиеся звезды, на определенном этапе своей эволюции, когда они превратились в красных гигантов могут синтезировать тяжелые элементы . В них идут термоядерные реакции, в результате которых образуется немножко свободных нейтронов. Нейтрон , в этом смысле, очень хорошая частица, поскольку заряд у неё нет, она может легко проникать в атомное ядро. И проникнув в ядро, потом нейтрон может превратиться в протон . И соответственно элемент перепрыгнет на следующую клеточку в таблице Менделеева . Этот процесс довольно медленный. Он называется s-процесс , от слова slow-медленный. Но он достаточно эффективный и многие химические элементы синтезируются в красных гигантах именно способом. А в Сверхновых идет r- процесс , то есть быстрый. По сколько, действительно всё происходит за очень короткое время.
Недавно оказалось, что есть ещё одно хорошее место для r-процесса, несвязанное со взрывом Сверхновой . Есть ещё одно очень интересное явление — это слияние двух нейтронных звёзд. Звёзды очень любят рождаться парами, а массивные звезды рождаются, по большей части, парами. 80-90% массивных звезд рождаются в двойных системах. В результате эволюции, двойные могут разрушаться, но какие-то доходят до конца. И если у нас в системе было 2 массивных звезды, мы можем получить систему из двух нейтронных звёзд. После этого они будут сближаться за счет излучения гравитационных волн и в конце концов сольются.
Представьте, вы берите объект размером 20 км с массой полторы массы Солнца, и почти со скоростью света , роняете его на другой такой же объект. Даже по простой формуле кинетическая энергия равняется (mv 2)/2 . Если в качестве m вы подставить скажем 2 массы Солнца, в качестве v поставить треть скорости света , вы можете посчитать и получите совершенно фантастическую энергию . Она будет выделяться и в виде гравитационных волн, по всей видимости в установке LIGO уже видят такие события, но мы ещё об этом не знаем. Но при этом, поскольку сталкиваются реальные объекты, происходит действительно взрыв. Выделяется много энергии в гамма-диапазоне , в рентгеновском диапазоне. В общем-то всех диапазонах и часть этой энергии идет на синтез химических элементов .

Происхождение химического элемента — золота

Происхождение химического элемента золота
И современные расчёты, они наблюдениями окончательно подтверждены, показывают, что, например, золото рождается именно в таких реакциях. Такой экзотический процесс, как слияние двух нейтронных звёзд, действительно экзотический. Даже в такой большой системе, как наша Галактика , происходит где-то раз в 20-30 тысяч лет. Кажется довольно редко, тем не менее, хватает чтобы что-то насинтезировать. Ну или наоборот, можно сказать, что происходит так редко, и поэтому золото такое редкое и дорогое. И вообще видно, что многие химические элементы оказываются достаточно редкими, хотя они для нас часто важнее. Есть всякие редкоземельные металлы, которые используются в ваших смартфонах, а современный человек скорее обойдется без золота, чем без смартфона. Вот всех этих элементов мало, потому что они рождаются в каких-то редких астрофизических процессах. И по большей части все эти процессы, так или иначе, связаны со звездами, с их более или менее спокойной эволюцией, но с поздними стадиями, взрывами массивных звёзд, со взрывами белых карликов или состояниями нейтронных звёзд .