ВУЗ:
Составители:
82
ей Большого взрыва). Сингулярность — математическое понятие, ко-
торое в данном случае означает бесконечно малый объем с большой
плотностью.
Теория Большого взрыва, опирающаяся на ОТО, описывает эво-
люцию Вселенной, начиная с планковских масштабов: t = 10
-44
с, l =
=
10
-35
м.
В первые мгновения после Большого взрыва (при t < 0,01 с) тем-
пература была очень высокой — более 10
12
К, излучение преобладало
над веществом. Последнее состоит из нейтронов и протонов в равных
пропорциях, а также высокоэнергичных электронов, позитронов, ней-
трино и антинейтрино. Взаимодействия с этими частицами заставляют
протоны и нейтроны превращаться друг в друга. При охлаждении, в
первые 10 с, число протонов увеличилось за счет реакции n + e
+
→ р +
ν
. Равенство концентраций нарушается, потому что масса протона
меньше массы нейтрона и образование протона энергетически более
выгодно. Если бы температура уменьшалась медленнее, чем на самом
деле, то эти реакции продолжались бы на несколько секунд дольше, и
число нейтронов было бы ничтожным.
После 10 с температура уменьшается до миллиарда градусов, и
начинается образование дейтерия, трития, изотопов гелия He
3
и Не
4
и,
в малых количествах, ядер бериллия и лития. Раньше сложные атом-
ные ядра не могли существовать, так как они тут же были бы разбиты
окружающими энергичными частицами. В то же время синтез элемен-
тов ограничивается только легкими элементами. Элементы тяжелее
гелия образуются в звездах в нашу эпоху. Синтез ядер железа и более
тяжелых веществ происходит во взрывных процессах, например, во
вспышках сверхновых.
Но вернемся к описанию дальнейших событий. Через 300 с от на-
чала расширения температура падает ниже миллиарда градусов, и все
ядерные превращения заканчиваются. Вселенная заполнена горячей и
полностью ионизованной плазмой, непрозрачной для излучения.
Последующие 300 тысяч лет ничем не примечательны — фейер-
верк, посвященный рождению нашей Вселенной, закончился, и насту-
пил длительный период спокойствия. К этому времени вещество в
массовом соотношении состоит из водорода — 0,9 и гелия — 0,09, ос-
тальное приходится на более тяжелые элементы. Это и есть химиче-
ский состав Вселенной к началу формирования звезд и галактик.
По истечении периода затишья температура падает до 4000 гра-
дусов. Ионизованная плазма постепенно превращается в нейтральный
газ, который совершенно прозрачен для излучения. Из-за продол-
жающегося расширения вещество становится все более разреженным
и все более холодным. Наступает звездная эра — эра формирования
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 81
- 82
- 83
- 84
- 85
- …
- следующая ›
- последняя »
