Není pochyb o tom, že v prvním období po velkém výbuchu, malý, velmi horký vesmír expandoval a ochlazen, dokud se protony a neutrony nemohly spojit se navzájem, tvořící atomová jádra. Jaká jádra byla získána a v jakém poměru? Jedná se o velmi zajímavý problém pro kosmogoniku (vědci zabývající se původem vesmíru), problém, který nás nakonec vrátí k posouzení nových a supernových. Proto se podívejme na to v některých detailech.

Atomová jádra mají řadu odrůd. Porozumět těmto druhům, jsou klasifikovány v závislosti na počtu protonů dostupných v těchto jadech. Toto číslo se liší od 1 do 100 a vyšší.

Každý proton má elektrický náboj +1. Další částice přítomné v jadech jsou neutrony, které nemají elektrický náboj. Proto se celkový elektrický náboj atomového jádra rovná počtu protonů obsažených v něm. Jádro obsahující jeden proton má náboj +1, jádro s dvěma protony má náboj +2, jádro s patnácti protonů je nabitý +15 atd. Počet protonů v tomto jádru (nebo číslo exprimující elektrické Nabíjení jádra) se nazývá atomové číslo.

Vesmír chladí stále více a každá jádra je již schopna zachytit některé množství elektronů. Každý elektron má elektrický náboj -1, a protože jsou přitahovány opačné náboje, se odjíždí záporně nabitý elektron pro pobyt v blízkosti pozitivně nabitého jádra. Za normálních podmínek se počet elektronů, které mohou být udržovány samostatným jádrem, roven počtu protonů v tomto jádru. Když se počet protonů v jádře rovná počtu jeho elektronů obklopujících jeho elektrony, celkový elektrický náboj jádrů a elektronů je nulová a jejich kombinace dává neutrální atom. Počet protonů nebo elektronů odpovídá atomovému číslu.

Látka sestávající z atomů s jedním a stejným atomovým číslem se nazývá prvek. Například vodík je prvek sestávající z atomů, jejichž jádra obsahují jeden proton a jeden elektron v blízkosti něj. Takový atom se nazývá "atom vodíku" a jádro takového atomu je "vodík jádro". Atomové množství vodíku je tedy 1. Helium se skládá z atomů helia obsahující jádra se dvěma protony, čímž se atomový počet helia rovná 2. Podobně, lithium má atomové číslo 3, berylium - 4, bor - 5 , uhlík - 6, dusík - 7, kyslík - 8 atd.

S pomocí chemické analýzy atmosféry Země, oceánu a půdy, to bylo zjištěno, že existuje 81 stabilních prvků, tj. 81 prvků, které žádné změny nebudou podstoupit v přirozených podmínkách neurčitou.

Nejméně komplexní atom na Zemi (ze skutečně existující) je atom vodíku. Růst atomového čísla nás povede k nejchudnějšímu udržitelnému atomu na Zemi. Jedná se o atom bismutu, který má atomové číslo 83, tj. Každý bismutový jádro obsahuje 83 proton.

Vzhledem k tomu, že celkem je 81 stabilní prvek, v seznamu atomových čísel, musí být vynechány dvě čísla, a to je následující: atomy, které mají 43 proton a 61 proton, nestabilní, prvky s atomovými čísly 43 a 61, které byly chemickou analýzou v přírodních materiálech.

To však neznamená, že prvky s atomovými čísly 43 a 61 nebo s řadou více než 83 nemohou dočasně existovat. Tyto atomy jsou tak nestabilní, dříve nebo později, v jednom nebo více recepcích, budou spadat do atomů, které zůstanou stabilní. Nemusí to nutně stát okamžitě, ale může vyžadovat dlouho. Thoria (atomové číslo 90) a uran (atomové číslo 92) vyžaduje miliardy atomového rozpadu, aby přišli na udržitelné atomy olovo (atomové číslo 82).

V podstatě pro všechny dlouhé miliardy let existence Země, pouze část thoria a uranu, původně přítomné ve své struktuře, se podařilo rozptýlit. Asi 80% počátečního thoria a 50% uranu se vyhýbalo rozpadu a dnes může být stále ve skalách povrchu Země.

Ačkoli celá 81 stabilní prvek (plus thorium a uran) jsou přítomny v zemské kůře (jeho horní vrstvy), ale v různých množstvích. Nejčastější je kyslík (atomové číslo 8), křemík (14), hliník (13) a železo (26). Kyslík je 46,6% zemské kůry, křemík - 27,7%, hliník - 8,13%, železo -5%. Toto čtyři tvoří téměř sedm osmých částí zemské kůry, jeden osmý - všechny ostatní prvky.

Samozřejmě, pojmenované prvky zřídka existují v jeho čisté formě. Míchání, snaží se navzájem spojit. Tyto kombinace (nebo kombinace prvků) atomů se nazývají sloučeniny. Silikonové a kyslíkové atomy jsou vázány na sebe velmi ponuré, k této sloučenině (křemík / kyslík) a tam jsou atomy železa, hliníku a dalších prvků. Tyto sloučeniny jsou silikáty - obyčejná plemena, z nichž je zemská kůra hlavně.

Vzhledem k tomu, že atomy kyslíku samy o sobě jsou jednodušší než ostatní nejčastější prvky zemské kůry, celková hmotnost kyslíku obsahuje více atomů než podobná hmotnost jiných prvků. Každé 1000 atomů soupravy zemské kůry pro 625 atomů kyslíku, 212 křemíku, 65 hliníku a 19 železa, tj. 92% pozemních atomů kůry, na těchto čtyřech prvcích.

Zemní kůra není zkušební vzorek vesmíru a ani země jako celku. "Jádro" Země (centrální oblast, složka jedné třetiny hmotnosti planety), je považován za téměř výhradně ze železa. Pokud to vezmeme v úvahu, pak železo je 38% hmotnosti celé země, kyslíku - 28%, silikon-15%. Čtvrtý nejčastějším prvkem může být hořčík, a ne hliník, což představuje až 7% hmotnosti Země. Tyto čtyři prvky jsou spolu sedm osmých hmot celé země. Poté, v každém 1000 atomech, obecně, tam je 480 atomů kyslíku, 215 - železo, 150 - křemík a 80 - hořčík, tj. Společně, toto čtyři je 92,5% všech atomů půdy. Ale pozemek není typickou planetou sluneční soustavy. Možná, že Venuše, Merkur, Mars a Měsíc, velmi podobný zemi v jejich struktuře, jsou tvořeny kamenitými materiály a jako Venuše a Merkur, mají bohaté železné jádro. Do jisté míry platí totéž platí pro satelity a některé asteroidy, ale všechny tyto skalnaté světy (s nebo bez železných jader) netvoří polovinu procent z celkového množství všech objektů kolem slunce. Zbývajících 99,5% hmotnosti sluneční soustavy (bez hmotnosti Slunce) patří do čtyř obřích planet: Jupiter, Saturn, uran a Neptun. Pouze Jupiter (největší ze všech) je více než 70% celkové hmotnosti.

Jupiter má pravděpodobně malé skokless kovové jádro. Struktura obrovské planety, soudě podle údajů spektroskopie a planet, sestává z vodíku a helia. To je zřejmě pravdivé pro jiné planety-giants.

Ale zpět na Slunce, jejichž hmotnost je 500krát více než hmotnost všech planetárních těl, kombinovaných - od Jupitera k malému prachu; Najdeme (hlavně kvůli spektroskopii), že jeho objem naplňuje veškerý stejný vodík héliem. Ve skutečnosti asi 75% jeho hmotnosti spadá na vodík, 22% helia a 3% jsou všechny ostatní prvky kombinované. Kvantitativní složení atomů Slunce bude taková, že každá 1000 atomů Slunce představuje 920 atomů vodíku a 80 atomů helia. Méně než jeden atom od tisíce představuje všechny ostatní prvky.

Bezpochyby, slunce má lví podíl na masu celého sluneční soustavy, a nebudeme velmi mýlili, rozhodnout se, že jeho základní složení je reprezentativní pro celý systém jako celek. Drtivá většina hvězd pro jejich elementární složení se podobá Slunce. Kromě toho je známo, že řídké plyny, které vyplňují mezihvězdné a mezigalaktický prostor, jsou také hlavně vodík a helium.

Proto lze dospět k závěru, že z 1000 atomů celého vesmíru 920 - vodík, 80 - helium a méně než jeden - všechno ostatní.

Vodík a helium

Proč je to? Je vesmír vodíkový hélium s velkým exploziem spojeným? Samozřejmě ano. Alespoň z hlediska uvažovacího systému Gamova je systém zlepšen, ale v srdci zbývajícího nezměněného.

Tak to funguje. Velmi brzy po velkém výbuchu, přes zlomek sekundy, rozšiřující se vesmír se ochladí na takový bod, když jsou tvořeny komponenty známými námi: protony, neutrony a elektrony. V podmínkách obrovské teploty, které v té době stále vládne, nemohla existovat. Částice se nemohly spojit s sebou: při takové teplotě, dokonce čelí, okamžitě se odrazily v různých směrech.

To zůstává spravedlivý a v kolizích Proton - proton nebo neutron - neutron, dokonce s mnohem menšími teplotami, jako je teplota současného vesmíru. Nicméně, jak se teplota raných fází vývoje vesmíru pokračovalo spadnout, okamžik přišel, když protonové kolize - neutron se objevil možnost dvou částic držet pohromadě. Drží dohromady takzvanou silnou interakci - nejsilnější ze čtyř známých interakcí.

Proton-1 je jádro vodíku, jak je uvedeno výše v této kapitole. Protonová kombinace je však neutronová - to je také vodík jádro, protože má jeden proton, a to je vše, co je nutné, aby se kvalifikoval jádro jako vodík. Tyto dvě odrůdy vodíkových jader (proton a proton - neutron) se nazývají izotopy vodíku a jsou určeny v závislosti na celkovém počtu částic, které zahrnují. Proton, ve kterém je pouze jedna částice, je jádro vodíku-1. Kombinace protonu je neutron, který zahrnuje pouze dvě částice, je jádro vodíku-2.

Při vysokých teplotách raného vesmíru, kdy byly vytvořeny různé jádra, hydrogen-2 jádro nebylo příliš stabilní. Hledala buď k rozpadu do samostatných protonů a neutronů, nebo na sloučeninu s dalšími částicemi, následovaná tvorbou složitějších (ale případně stabilnějších) jader. Hydrogenový jádro-2 se může setkat s protonem a připojit se k němu, tvořící jádro vyrobené dvěma protony a jedním neutronem. V této kombinaci, dva protony, a my jádro hélia, a protože v jádru jsou tři částice, je to helium-3.

Je-li vodík-2 plochy a zavírá se neutronem, jádro se skládá z jednoho protonu a dvou neutronů (opět dohromady tři částice). Výsledkem je vodík-3.

Hydrogen-3 je nestabilní při teplotě, ani s nízkými teplotami moderního vesmíru, takže podléhá věčným změnám, i když je bez vlivu jiných částic nebo střetů s nimi. Jeden z dvou neutronů v jádře vodíku-3 je dříve nebo později se mění v proton a vodík-3 se stává helium-3. V těchto podmínkách není tato změna příliš rychlá: polovina vodíku-3 jader je nakreslena na helium-3 po dobu delší než dvanáct let. Při obrovských teplotách raného vesmíru byla tato změna nepochybně rychlejší.

Takže nyní máme tři typy jader odolné v moderních podmínkách: vodík-1, vodík-2 a helium-3.

Částice hélia-3 jsou stále slabší než částice vodíku-2, a zejména při zvýšených teplotách počátečního vesmíru, v heliu-3, silná tendence k rozkladu nebo změně dalším přidáním částic.

Kdyby se Helia-3 stala naproti protonu a musel by se k němu připojit, pak bychom měli jádro sestávat ze tří protonů a neutronů. Bylo by to Lithium-4, nestabilní při každé teplotě, protože i v podmínkách chladné teploty povrchu zemského povrchu se jeden z jeho protonů rychle změní v neutron. Výsledkem je kombinace dvou protonů - dva neutrony nebo helium-4.

Helium-4 je velmi stabilní jádro, nejstabilnější při běžných teplotách, s výjimkou jediného protonu tvořícího vodíku-1. Kdysi v době, to téměř nemá tendenci k rozpadu, ani při velmi vysokých teplotách.

Je-li helium-3 tváří a spojuje s neutronem, helium-4 se okamžitě vytvoří. Pokud se vyskytnou dvě vodíková jádra a připojena, helium-4 se znovu vytvoří. Pokud helium-3 čelí vodíku-2 nebo s jiným helem-3, tvoří helium-4, a přebytečné částice jsou prosévány jako oddělené protony a neutrony. Helium-4 je tedy vytvořeno v důsledku vodíku-2 a helia-3.

V podstatě, když vesmír se ochladí na teplotu, při které by mohly protony a neutrony, spojit, mohly budovat složitější jádra, pak první takové jádro vytvořené ve velkém množství bylo gelium-4.

Vzhledem k tomu, že prodloužení a chlazení vesmíru vodíku-2 a hélia-3 byly stále méně snahy o změnu, a některé z nich byly, tak, aby mluvily, zmrazené pro neměnnou existenci. V současné době pouze jeden atom vodíku z každého 7000 - vodík-2; Helium-3 je ještě méně pravděpodobné - pouze jeden atom helia je na milion. To znamená, že bez zohlednění vodíku-2 a helia-3, můžeme říci, že krátce poté, co vesmír se ochladí dostatečně, bylo jádro vodíku-1 a helium-4. Hmotnost vesmíru se tak složuje ze 75% vodíku-1 a 25% helia-4.

Postupem času v místech, kde byla teplota dostatečně nízká, jádro přilákalo záporně nabité elektrony, které byly drženy s pozitivně nabitými elektromagnetickými interakčními jadami - druhým nejsilnějším ze čtyř interakcí. Jediný proton jádra vodíku-1 spojeného s jedním elektronem a dva proton jádra hélia-4 byly spojeny s dvěma elektrony. Takto byly vytvořeny atomy vodíku a helia. To je kvantifikováno, na každé 1000 atomech ve vesmíru je 920 atomů vodíku - 1 a 80 atomů helia-4.

To je vysvětlení vesmíru vodíku-helia. Ale za minutu! Jaký je případ s atomy těžší než helium a s vyšší atomovou váhou? (Sbíráme všechny atomy obsahující více než čtyři částice v jadech, pod označením "těžké atomy"). Ve vesmíru, jen velmi málo těžkých atomů, nicméně existují. Jak se objevili? Logika naznačuje, že i když helium-4 je velmi stabilní, stále v něm je slabá tendence spojit se s protonem, neutronem, vodíkem 2, helium-3 nebo s jiným helem-4, tvořící malá množství různých těžkých atomů; To je zdroj přibližně 3% hmotnosti dnešního vesmíru sestávajícího z těchto atomů.

Tato odpověď bohužel nebude stát. Pokud by helium-4 čelí vodík-1 (jeden proton) a byly spojeny, jádro by se objevilo se třemi protony a dvěma neutrony. Bylo by to Lithium-5. Pokud by helium-4 obklopovaly a spojeny s neutronem, je jádro se objevit se dvěma protony a třemi neutrony nebo helium-5.

Ani Lithium-5, ani helium-5, ani vytvořené v podmínkách našeho ochlazeného vesmíru, neexistují více než několik bilionů frilionů bilionální zlomek sekundy. Je to pro takové období, že se rozpadnou buď v helium-4 nebo na proton nebo neutron.

Možnost kolize a fúze héliu-4 s vodíkem-2 nebo helem-3 je velmi příznivě, vzhledem k tomu, jak vzácné poslední dvě jádra v nedotčené směsi. Jakékoliv těžké atomy, které by mohly vytvořit tímto způsobem, jsou příliš málo, takže mohou vysvětlit takový významný počet atomů, které dnes existují. Více možná připojení jednoho jádra helia-4 s jiným jádrem helium-4. Takové duální jádro sestávající ze čtyř protonů a čtyř neutronů by se mělo stát berylium-8. Nicméně, berylium další extrémně nestabilní jádro: I v podmínkách našeho dnešního vesmíru má méně než několik setinových frilonních zlomků sekundy. Vytvořeno, okamžitě se rozpadá do dvou jader helia-4.

Samozřejmě, něco je podobné a vyšlo by jestliže tři jádra Gulia-4 se setkaly v důsledku "trojcestné" kolize a uvízlo k sobě. Ale doufám, že se to stane v prostředí, kde hélia-4 je obklopen vodíkem-1 nad ním, příliš malé, aby ho v úvahu.

V důsledku toho se v době, kdy vesmír rozšířil a ochladí se do bodu, ve kterém je tvorba komplexních jader skončena, pouze vodík-1 a helium-4 jsou hojné. Pokud zůstanou volné neutrony, rozpadají se na protony (vodík-1) a elektrony. Nejsou tvořeny těžké atomy.

V takovém vesmíru se plynu hydrogen-helium rozpadají na galaktické velikosti hmoty a druhé jsou kondenzovány do hvězd a gigantických planet. V důsledku toho hvězdy a gigantické planety se téměř zcela skládají z vodíku a helia. A má smysl se obávat některých těžkých atomů, pokud činí pouze 3% hmotnosti a méně než 1% počtu stávajících atomů?

To dává smysl! Tyto 3% by měly být vysvětleny. Neměli bychom zanedbávat nevýznamné množství těžkých atomů ve hvězdách a gigantických planetách, protože taková planeta, stejně jako země, spočívá téměř výhradně těžkých atomů. Kromě toho, v lidském těle a obecně v živých bytostech, vodík je pouze 10% hmotnosti, helium není vůbec. Všechny ostatní 90% hmotnosti jsou těžké atomy.

Jinými slovy, pokud se vesmír brzy po velké výbuchu zůstal nezměněn a proces tvorby jader by byl dokončen, planety, podobně jako Země, a život sám na něm, ve známé formě, by byl zcela nemožný .

Než se objeví v tomto světě, měly zahájit těžké atomy. Ale jak?

Únik z hvězd

V podstatě, pro nás to už není tajemstvím, protože jsme již hovořili o tom, jak se jádro vzdělávání probíhá v hlubinách hvězd. Na našem Slunci, například ve svých centrálních oblastech, vodík je kontinuálně přeměněn na helium (syntéza vodíku, která slouží jako zdroj její energie. Syntéza vodíku se provádí ve všech ostatních hvězdách hlavní sekvence).

Pokud se jednalo o jedinou možnou transformaci a tato transformace byla určena k trvání neurčitě s jeho proudovou rychlostí, pak by se syntetizovalo veškerý vodík a vesmír by se skládal z čistého helia po dobu přibližně 500 miliard let (30-40 násobek našeho věku vesmír). A přesto není jasné, že vzhled masivních atomů.

Masivní atomy, jak víme, pocházejí z hvězdného jádra. Ale oni se narodili pouze tehdy, když taková hvězda přichází čas, aby opustil hlavní posloupnost. K tomuto menopauzálnímu bodu se jádro stane tak hustým a horkým, že helia-4 jádra udeří navzájem s největší rychlostí a frekvencí. Čas od času jsou tři jádra helia-4 vykládány a uzavřeny do jednoho stabilního jádra sestávajícího ze šesti protonů a šesti neutronů. Tento uhlík-12.

Jaká cesta může proběhnout trojitá kolize v hvězdy jádra, a ne v období přímo za velkým výbuchem?

No, v jádrech hvězd připravujících se dostat z hlavní sekvence, teplota dosáhne přibližně 100 000 000 000 ° C s obrovským tlakem. Takové teploty a tlak jsou inherentní ve velmi mladém vesmíru. Ale hvězdné jádro má jednu důležitou výhodu: trojnásobný střet helia-4 je mnohem snazší nastat, pokud nejsou v jádrech hvězdy žádné jiné jádra, s výjimkou jádra vodíku-1, přepravuje jádro helia-4.

To znamená, že těžká jádra jsou tvořena v hlubinách hvězd po celou dobu vesmíru, a to navzdory skutečnosti, že taková jádra nebyla vytvořena ihned po velké výbuchu. Kromě toho budou těžké jádra vytvořeny v budoucnosti v budoucnosti ve hvězdách hvězd. A nejen uhlíková jádra, ale všechny ostatní masivní jádra, včetně železa, které byly řečeny, je konec normálních procesů syntézy ve hvězdách.

A přesto dvě otázky zůstávají: 1) Jak těžké jádra, které vznikají v centrech hvězd, jsou distribuovány ve vesmíru takovým způsobem, že jsou na Zemi a v sobě? 2) Jak se jim podaří tvořit prvky s masivnějšími jádry než železná jádra? Konec konců, nejmasitější stabilní železné jádro je železo-58, skládající se z 26 protonů a 32 neutronů. Nicméně, na Zemi jsou ještě těžší jádra, až do uranu-238, která má 92 proton a 146 neutronů.

Poprvé zvažte první otázku. Existují procesy, které přispívají k šíření hvězdného materiálu ve vesmíru?

Existovat. A některé z nich se můžeme jasně cítit, studovat naše vlastní slunce.

Neozbrojené oko (s nezbytnými opatřeními) Slunce se může zdát klidný, bez zvláštního bude mít jasný míč, ale víme, že je ve stavu věčné bouře. Obrovské teploty ve svých hloubkách způsobují konvektivní pohyby v horních vrstvách (jako ve vodním lisu, který se bude vařit). Sluneční látka je zde nepřetržitě, pak stoupá, hackování povrchu, takže povrch Slunce je pokryta "granule", které jsou pro něj konvektivní sloupy. (Takový granule se dívá na fotky solárního povrchu je velmi malý, ve skutečnosti má oblast slušného amerického nebo evropského státu.)

Konvekční materiál, jak je zvednut rozšiřování a ochlazuje se a je na povrchu, snaží se znovu sestoupit, aby se umístil nový, více vlečný.

Tento věčný cyklus se na okamžik nezastaví, pomáhá přenášet teplo z jádra na povrch Slunce. Z povrchu je energie uvolňována do prostoru ve formě záření, většina z nich je světlo, které vidíme a život sám na Zemi závisí na.

Proces konvekce může někdy vést k nouzovým událostem na povrchu zářivého, když radiace nejenže zhasne, ale také celá hromady současné solární látky jsou emitovány.

V roce 1842 byla v jižní Francii pozorována kompletní zatmění Slunce a v severní Itálii. Eclipy pak byly zřídka studovány podrobně, protože obvykle prošli v oblastech vzdálených z velkých astronomických observatoří, ale na velké vzdálenosti s plnou zátěží speciálního vybavení nebylo vůbec. Eclipse z roku 1842 prošel v blízkosti astronomických center západní Evropy a astronomové se svými nástroji se tam všichni shromáždili.

To bylo nejprve poznamenal, že kolem slunečného okraje jsou některé horké, kroutné, objekty, které se staly jasně viditelné, když slunce disk uzavřel měsíc. Připorukal se proudem solárního materiálu, který byl vypálen do vesmíru, a tyto ohnivé jazyky byly nazývány "protuberans".

Již nějaký čas byli astronomové ještě závažní, protože patřící k tomu, co tito protuberans patří k Měsíci nebo Slunci, ale v roce 1851 došlo k dalšímu zatmění, tentokrát pozorované ve Švédsku a pečlivé pozorování ukázalo, že výčnělky jsou fenoménem, \u200b\u200bsolárními a opatrnými pozorováním Měsíc s nimi nemá nic společného.

Od té doby, výčnělky začaly být studovány pravidelně, a nyní mohou být kdykoliv pozorovány pomocí vhodných nástrojů. Pro to nemusíte čekat na kompletní zatmění. Některé výčnělky zvednou silný oblouk a dosahuje desítky tisíc kilometrů nad povrchem Slunce. Jiné výbuchy vzlétnou rychlostí 1 300 km / s. I když jsou výčnělky nejrozšířenějším jevem pozorovaným na povrchu slunce, stále nepřenáší největší energii.

V 1859, anglický astronom Richard Carrington (1826-1875) si všiml hvězdy podobné bodu světla, které blikalo na solárním povrchu, který byl pálen po dobu pěti minut a pak zmizel. Bylo to první pevné pozorování toho, co nyní nazýváme solární flash. Carrington sám si myslel, že hlavním meteoritu spadl do Slunce.

Pozorování Carringtonu nepřitahovalo pozornost, dokud americký astronom George Hale vynalezl spektrogeloskop v roce 1926. To umožnilo pozorovat slunce ve světle speciálních vlnových délek. Solární světlice jsou znatelně bohaté na některé délky světelných vln, a když je slunce vnímáno ve vlnách této délky, záblesky jsou viditelné velmi jasné.

Teď víme, že solární světlice jsou obvyklé věci, jsou spojeny se solárními skvrnami, a když existuje mnoho skvrn na slunci, malé záblesky každých několik hodin, a větší - za několik týdnů.

Solární světlice jsou vysoké energetické výbuchy na sluneční ploše a ty povrchové plochy, které blikají, mnohem více než ostatní, které je obklopují. Blesk pokrývající alespoň tisícinu povrchu Slunce může poslat více vysokoenergetického záření (ultrafialové záření, rentgenové a dokonce gama paprsky) než všechny obvyklé povrchu slunce bude odeslán.

Ačkoli protuberans vypadají velmi působivě a mohou existovat několik dní, slunce ztratí velmi málo záležitostí. Ostatní podnikání. Jsou méně patrné, mnoho z nich trvá několik minut, dokonce i největší z nich zcela zmizí po několika hodinách, ale mají tak vysokou energii, která se zaměřují na hmoty do vesmíru; Tato záležitost je navždy ztracena pro slunce.

Začalo to pochopit v roce 1843, kdy německý astronom Samuel Heinrich Schwab (1789-1875), který denně pozoroval na slunce na sedmnáct let, řekl, že počet solárních skvrn na jeho povrchu se zvyšuje a snižuje po dobu přibližně jedenácti roky.

V roce 1852 si všiml anglický fyzik Edward Sabin (1788-1883), všiml si, že poruchy magnetického pole Země ("magnetické bouře") vznikají a současně oslabují s cyklem solárního plivání.

Zpočátku to byl jen statistickým prohlášením, nikdo nevěděl, co by zde mohlo být spojení. V průběhu času však, kdy se energetická povaha solárních světla začala pochopit, bylo spojení objeveno. Dva dny po velkém solárním blesku se vyskytla v blízkosti středu solárního disku (to bylo řešeno přímo na zem), šipky kompasu na zemi se pokazily a severní světla vzala zcela neobvyklý vzhled.

Tento dvoudenní čekání bylo provedeno velkým bodem. Pokud byly výše uvedené účinky způsobeny zářením Slunce, doba mezi ohniskem a jeho důsledky by bylo osm minut: Záření Slunce letí na zem při rychlosti světla. Ale zpoždění ve dvou dnech znamenalo: cokoliv "neruškařský klid", což způsobuje tyto účinky, musí se pohybovat ze slunce na zem při rychlosti asi 300 km / h. Samozřejmě, příliš rychle, ale nehodné s rychlostí světla. Taková rychlost lze očekávat od subatomických částic. Tyto částice, hozené v důsledku solárních událostí ve směru země, nesené elektrické náboje a procházející půdy, měly ovlivnit šipku kompasů a severních světel. Když se myšlenka subatomických částic emitovaných sluncem stala chápána a zvedla, další rys slunce se stala jasně.

Když se slunce ukáže, že je kompletní zatmění, pak jednoduché oko může vidět záři pearlové barvy kolem něj, v centru, na místě slunce, je černý disk zběsilého měsíce. Tato záře (nebo světelnost) je solární koruna, která získala svůj název z latinského slova Corona - korunu (korunka obklopuje slunce jako zářící koruna nebo halo).

Zmíněno zatmění Slunce 1842 vedlo k počátku vědecké studie protuberanů. Pak byla koruna také pečlivě studována poprvé. Ukázalo se, že také patří ke slunci, a ne měsíc. Od roku 1860 byla koruna přitahována pro výzkum a pozdější spektroskopii.

V roce 1870, během období Slunce Eclipse ve Španělsku, americký astronom Charles Young (1834-1908) nejprve studoval spektrum korunky. Ve spektru objevil jasně zelenou linii, která neodpovídá poloze žádného známé linie žádné ze známých prvků. Byly otevřeny další podivné čáry a mladí navrhli, že jsou nějakým novým prvkem, a nazval ji "Corona".

Jaká je výhoda této "koruny" a vše, co existuje nějaká spektrální linie. Do té doby nebyla popsána žádná povaha budov atomu. Ukázalo se, že každý atom se skládá z těžkého jádra ve středu, obklopené jedním nebo více světelnými elektrony na obvodu. Kdykoliv je elektron zlomený z atomu, spektrální čáry vyrobené tímto atomem. Lékárny mohou rozebrat spektrum atomů, ze kterých byly dva nebo tři elektrony pryč, ale technika odstranění velkého počtu elektronů a studium spektra za těchto podmínek, které ještě nebylo k dispozici.

V roce 1941 se Bengt Edule podařilo ukázat, že "Coronius" není nový prvek. Obyčejné prvky - železo, nikl a vápník nechávají přesně stejné linky, pokud z nich vydáte tucet elektronů. Takže "Coronius" byl konvenčním prvkem, který položil mnoho elektronů.

Takový velký nedostatek elektronů by mohlo být způsobeno pouze s extrémně vysokými teplotami a Edule předloží předpoklad, že solární koruna by měla mít teplotu jednoho nebo dvou milionů stupňů. Zpočátku se setkal s univerzální nedůvěrou, ale v důsledku toho, kdy přišla hodina raketové technologie, bylo zjištěno, že solární koruna vyzařuje rentgenové paprsky, a to by se mohlo uskutečnit pouze při teplotách předpovídaném edukem.

Koruna je tak vnější atmosférou Slunce, kontinuálně poháněná látkou emitovanou směrem ven. Koruna je extrémně sálavá látka, vystupovala tolik, že v jednom krychlovém centimetr je méně než miliarda částic, a to je asi jeden bilion hustota zemské atmosféry na hladině moře.

V podstatě se jedná o skutečné vakuum. Energie emitovaná z povrchu Slunce s jeho ohniskem, magnetická pole a obrovské zvukové oscilace od podrodlivě řvoucího konvektivního proudu je distribuována mezi relativně malým počtem částic. Ačkoli všechny teplo, uzavřené v koruně, je malé (vzhledem k jeho spravedlivému objemu), množství tepla, které každý z těchto několika částic má dostatečně vysoká a je to "teplo na částici" pod měřeným teplotou.

Částice koruny jsou oddělené atomy vyhozené ze solárního povrchu, z nichž většina nebo všech elektronů jsou vyloučeny s vysokými teplotami. Vzhledem k tomu, že slunce sestává hlavně vodíku, většina z těchto částic je vodík jádro nebo protony. Helium jádra je soutěžena v kvantitativních termínech. Počet všech ostatních těžších jádra je poměrně zanedbatelný. A i když některé těžké jádra slouží příčinám známých korunových linií, jsou přítomny pouze ve formě stop.

Částice koruny se pohybují ze Slunce ve všech směrech. Jak se koruna šíří, trvá zvýšení a větší objem a stává se stále řídce. Výsledkem je, že světlo stále oslabuje, zatímco on nezmizí v určité vzdálenosti od slunce.

Skutečnost, že korunka oslabuje, aby zcela zmizely pro oči pozorovatele, neznamená, že neexistuje, že neexistuje, jak je uvedeno do mezerných částic. Americký fyzik Eugene Parker (r. 1927) v roce 1959 nazvaný tyto rychlé částice se slunným větrem.

Sunny vítr, rozšiřování, dosahuje blízké planety a prochází ještě další. Vzorky vyrobené pomocí raket ukázaly, že sluneční vítr se nachází mimo dráhu Saturn a zřejmě, bude zjevně objeven i za dráhy Neptuna a Pluta.

Jinými slovy, všechny planety, které se objevují kolem slunce, se pohybují uvnitř nejširší atmosféry. Tato atmosféra je však tak snížena, že neodráží nic pocit pohybu planet.

A přesto solární větrná věc není tak strašidelná, tak, aby se nevyjádřila s různými způsoby. Částice solárního větru jsou elektricky nabité a tyto částice zachycené magnetickým polem Zemní formy "Van Allenovy pásy" Polární zářič svítí, zmatené kompasy a elektronické vybavení. Solární světlice v určitém bodě zvyšují sluneční vítr a po určitou dobu výrazně zvyšují intenzitu těchto účinků.

V blízkosti Země se solární větrné částice spěchají rychlostí 400-700 km / s a \u200b\u200bmnožství z nich v 1 cm3 se liší od 1 do 80. Pokud tyto částice zasáhly zemský povrch, měli by Nejdůležitější způsoby, jak všechny živé věci, naštěstí jsme chráněni magnetickým polem Země a jeho atmosféru.

Množství látky ztracené sluncem přes slunný vítr je 1 miliarda kg / s. Podle lidských standardů je to strašně hodně, pro slunce je to zpěvák. Slunce bylo na hlavní sekvenci asi 5 miliard let a zůstane na něm dalších 5-6 miliard let. Pokud během celého tentokrát ztratila a ztratil se s větrem své hmoty na současné rychlosti, pak celková ztráta Slunce po celou dobu jeho života, jak hvězda hlavní sekvence bude 1/5 jeho hmotnosti .

Nicméně 1/5 hmotnosti každé pevné hvězdy není průměrný počet, který je redukovatelné pro obecné rezervy látky driftování v obrovských prostorách mezi hvězdami. To je pouze příklad, jak může látka opustit hvězdy a připojit se k celkovému okraji mezihvězdného plynu.

Naše slunce není v tomto smyslu něco neobvyklého. Máme každý důvod věřit, že každá hvězda, která ještě nedokončila kolaps, pošle hvězdné vítr.

Samozřejmě, že nejsme schopni studovat hvězdy, když studujeme slunce, ale některé zobecnění lze provést. Existují například malé studené červené trpaslíci, které po nerovných intervalech náhle objevují posílení jasu, doprovázené průkopnickým světlem. To posiluje trvá několik minut do hodiny a má takové funkce, které je docela možné převzít vypuknutí na povrchu malé hvězdy.

Tyto červené trpaslíci se proto nazývají blikající hvězdy.

Největší je největší než solární, na malou hvězdu získá efekt mnohem znatelnější. Pokud je poměrně velký záblesk schopen zvýšit zájmu slunce na 1%, pak stejný blesk bude stačit k posílení světla tupé hvězdy 250 krát.

V důsledku toho to může být, že červené trpaslíci posílají hvězdné větrné velmi působivé nemovitosti.

Některé hvězdy budou pravděpodobně posílat neobvykle silný hvězdný vítr. Červené obry mají například přemrštěně nataženou strukturu, největší z nich v průměru 500krát více než slunce. Odtud je jejich povrchová gravitační gravitace relativně malá, protože velká hmotnost obrovského červeného obra je sotva vyvážená v neobvykle velké vzdálenosti od středu k povrchu. Kromě toho se Red Giants přistupují ke konci své existence a dokončí ho s kolapsem. Proto jsou extrémně turbulentní.

Může být navrhnout odtud, že silné víry provádějí hvězdné hmoty v rozporu se slabou povrchovou atrakcí.

Velká červená obrovská bethelgeuse je k nám dostatečně blízko a astronomové jsou schopni sestavit některé údaje o tom. Například se předpokládá, že hvězdný vítr Betelgeuse je miliardy časy silnější než Sunny. Dokonce s ohledem na to, že hmotnost bethelgeuse je 16krát více než hmotnost slunce, tato hmotnost, s takovým průtokem, může se tavit zcela po milionu letech (pokud se neotáčí mnoho dříve).

Zřejmě můžeme předpokládat, že slunečný vítr našeho lesku není příliš daleko od průměrné intenzity všech hvězdných větrů vůbec. Pokud předpokládáme, že v naší galaxii je 300 miliard hvězdy, celková hmotnost ztracená přes hvězdný vítr bude X x 1020 kg / s.

To znamená, že každých 200 let od hvězd v mezihvězdném prostoru ponechává množství látky rovné hmotnosti Slunce. Přijímání, že naše galaxie je 15 miliard let a že sluneční větry byly v průběhu této doby "Duli", dostaneme, že celková hmotnost látky přenesené z hvězd do prostoru je rovna hmotnosti 75 milionů hvězd, jako naše slunce, nebo přibližně 1/3 hmotnosti galaxií.

Ale hvězdy větry pocházejí z povrchových vrstev hvězd a tyto vrstvy jsou zcela (nebo téměř úplně) se skládají z vodíku a helia. Hvězdné větry jsou proto zcela (nebo téměř úplně) obsahují stejný vodík a helium a žádná těžká jádra v galaktické směsi nepřinesou.

Těžká jádra je tvořena ve středu hvězdy a je daleko od povrchu hvězdy, přičemž tvorba hvězdných větrů zůstává nepohyblivý.

Když jsou některé stopy těžkých jader v horní struktuře vrstvy (která se odehrává na našem slunci), hvězdy vítr, samozřejmě zahrnuje tyto málo jádra. Těžká jádra nebyla původně vytvořena v hlubinách hvězd, ale objevila se tam, když se hvězda již tvořila. Vznikli z nějakého vnějšího zdroje, které musíme najít.

Exit přes katastrofu

Pokud hvězdy větry nejsou mechanismem, díky kterým je těžká jádra přenesena z hvězdy na vnější prostor, pak se obraťte na rychlé události, které se dějí, když hvězda opustí hlavní sekvenci.

Zde musíme okamžitě smazat většinu hvězd.

Přibližně 75-80% stávajících hvězd mnohem méně než slunce. Zůstávají v hlavní sekvenci někde od 20 do 200 miliard let, v závislosti na tom, jak malé jsou, a to znamená, že žádný z malých hvězd stávajících již neopustila hlavní posloupnost. Dokonce i nejstarší z nich, vytvořený při úsvitu vesmíru během prvního miliardy let po velkém výbuchu, ještě se nepodařilo strávit své vodíkové palivo do limitu, když by měly opustit hlavní sekvenci.

Kromě toho, když malá hvězda opravdu opustí hlavní posloupnost, dělá to bez přílišného hluku. Pokud víme, tím menší je hvězda, klidnější opouští tuto sekvenci. Malá hvězda (jako obecně a všechny hvězdy), se rozšiřuje, se změní na červený obří, ale v tomto případě tuto expanzi povede k tvorbě malého červeného obr. Pravděpodobně bude žít mnohem déle než ostatní, větší a patrné, a nakonec se zhroutí, více či méně klidně proměnit v bílém trpaslíku, samozřejmě, ne tak hustý jako Sirius V.

Těžké prvky vytvořené v hlubinách malé hvězdy (zejména uhlík, dusík a kyslíku), zůstávají ve svém jádru během své existence v hlavní sekvenci, zůstanou tam a po otočení hvězdy do bílého trpaslíku. Za žádných okolností nebudou jít do úložiště zemního plynu ve více než zanedbatelných množstvích. S výjimkou velmi vzácných případů, těžké prvky, které vznikly v malých hvězdách, zůstávají v těchto hvězdách na dobu neurčitou.

Hvězdy, hmotnostní rovnající se Slunce (a takových 10-20%), kolapsu a proměny v bílých trpaslíků, které vynaložily na hlavní posloupnost od 5 do 15 miliard let. Naše Slunce, které by mělo být v hlavní sekvenci asi 10 miliard let, je stále na něm, protože tvořil jen 5 miliard před lety.

Slunce ve tvaru slunce, starší než naše slunce, do reálného dne, možná dlouho ponechaly hlavní sekvenci. To samé se stalo s ostatními stejnými hvězdami, které vznikly v dětství našeho vesmíru. Hvězdy, rovné hmotnosti slunce, tvoří větší červené obry než malé hvězdy, a tyto červené obry, dosahující bod otáčení v bílém trpaslíci, násilně násilně než tyto hvězdy. Energie kolapsu fouká horní pokrytí hvězd a vezme je do vesmíru, tvořící planetovou mlhovinu dříve popsaného typu.

Rozpočtovací plynový náboj vytvořený během kolapsu sluneční hvězdy může obsahovat od 10 do 20% své počáteční hmotnosti. Tato záležitost se však unese z vnějších oblastí hvězd, a to i když takové hvězdy stojí na pokraji kolapsu, tyto oblasti, v podstatě nic víc než směs vodíku héliem.

Dokonce i když v důsledku turbulence hvězdy stojící na bodě kolapsu, těžká jádra jeho podzemí je převzata na povrch a jsou hozeny do vesmíru jako součást proudu plynu, je stále malý, sotva znatelná část Ti těžké jádra, která existují v mezihvězdném plynu mraky.

Ale protože jsme se zaměřili na to, jak jsou vytvořeny bílé trpaslíci, je to vhodná: Co se děje v těchto zvláštních případech, kdy bílý trpaslík neznamená konec, ale slouží jako faktor v distribuci látky ve vesmíru?

Dříve v této knize jsme hovořili o bílých trpaslících jako součást úzkého dvojího systému schopného zvýšit hmoty na úkor společníka hvězdy, která se blíží fázi červeného obra. Čas od času je část této záležitosti na povrchu bílého trpaslíku pokryta jadernou reakcí a uvolněnou obrovskou energií, s mocí házet syntézní produkty do vesmíru, způsobuje, že se odvrátí s jasem nového.

Ale materiál zesílený bílým trpaslíkem je hlavně vodík a helium z vnějších vrstev nafukovacího červeného obra. Syntézní reakce otočí vodík do helia a mrak helium se odebírá do vesmíru, když dojde k výbuchu.

Takže, v tomto posledně uvedeném případě, pokud některá těžká jádra přišla z doprovodné hvězdy nebo vytvořené v procesu syntézy, pak je číslo tak nevýznamné, že nevysvětlují, že mnoho těžkých jader, které je rozptýleno v mezihvězdných mrakech.

Co zůstaneme?

Jediným možným zdrojem těžkých jader je supernova.

Supernova typu 1, jak jsem dříve vysvětlil, vyskytuje se na stejné půdě, na kterém obvyklé nové vznikají: bílý trpaslík přijímá z nedalekého společníka, se stane červeným obrem. Rozdíl je, že zde bílý trpaslík stojí v limitu hmotnosti chandrekaru, takže přidaná hmota ji nakonec zobrazuje pro tento limit. Bílý trpaslík je odsouzen ke zhroucení. Současně se v něm vyskytuje nejsilnější jaderná reakce a exploduje.

Celá struktura rovnající se hmotnosti 1,4 hmotnosti slunce se rozlití v prachu a promění se v rozšiřujícím se plynu.

Nějakou dobu to sledujeme jako supernova, ale to je záření, velmi silný v prvním okamžiku, postupně zmizí. Zůstává jen plynový mrak, který rozšiřuje miliony let, dokud jde o obecné pozadí mezihvězdného plynu.

Ve výbuchu bílého trpaslíka do vesmíru, obrovské množství uhlíku, dusíku, kyslíku a neonu (ze všech těžkých jader nejběžnějších prvků) rozptýleno. Během samotného výbuchu dochází k další jaderné reakci, v důsledku toho, které malé množství jader jsou tvořeny ještě závažnější než neon. Samozřejmě, jen velmi málo bílých trpaslíčích je dostatečně masivní a docela blízko velkého společníku hvězdy, aby se stala supernovou typem 1, ale po dobu 14 miliard let života galaxie takových výbuchů bylo tolik, že mohou být vysvětleny Významné množství těžkých jader se zájmem dostupným v mezihvězdném plynu.

Zbývající těžká jádra existují v mezihvězdném médiu v důsledku evoluce typu Supernova 2. Je to otázka, jak je uvedeno, o masivních hvězdách, které jsou 10, 20 a dokonce 60 krát těžší než slunce.

Ve fázi existence hvězd ve formě červených obrů se jaderná syntéza vyskytuje v jejich jádrech, která pokračuje, dokud není sada železného jádra. Tvorba železa je slepý konec, který nukleární syntézu nemůže existovat více jako zařízení, které produkuje energii. Hvězda proto zažívá kolaps.

Ačkoli hvězdy jádro obsahuje těžké jádro v postupně hlubších vrstev, až do železných jader, vnější hvězdy mají stále působivé množství neporušeného vodíku, nikdy nebyla ve vysokých teplotách a tlacích, které by mohly přinutit, aby jej vstoupily do jaderné reakce.

Kolaps obřího hvězdy je tak rychlý, že zažívá ostré, katastrofické zvýšení a teplotu a tlak. Veškerý vodík (a také helium), který stále existoval klidně, nyní reaguje a celek okamžitě přichází. V důsledku toho se vyskytuje kolosální výbuch, který pozorujeme ze země jako supernova typu 2.

Energie uvolněná současně může jít a opravdu jde na jaderné reakce, které mohou tvořit jádra, jsou těžší než železná jádra. Taková tvorba jader vyžaduje příliv energie, ale uprostřed vzteku supernovae neberte ... takže tvorba jader je tvorba uranu a těžší. Dostatek energie a pro tvorbu radioaktivních (tj. Nestabilních) jader, která se časem rozpadne.

Ve skutečnosti, všechna těžká jádra, která existují ve vesmíru, byly vytvořeny v důsledku výbuchů supernova typu 2.

Samozřejmě, že takové masivní hvězdy, z nichž musí být získána supernova typu 2, nejsou často nalezeny. Pouze jedna hvězda z milionu, a možná to méně, má pro to dostatečnou hmotu. To však není takový vzácný případ, jak se zdá na první pohled.

V naší galaxii tedy existují desítky tisíc hvězd, které jsou potenciální supernova typu 2.

Vzhledem k tomu, že gigantické hvězdy mohou zůstat v hlavní sekvenci na většině milionů let, máme právo být překvapen: proč neplodili především a nezmizeli? Faktem je, že nové hvězdy jsou tvořeny po celou dobu a některé z nich jsou hvězdy s velmi velkou hmotností. Supernova typ 2, který nyní pozorujeme - to je erupce hvězd tvořených jen několik milionů let. Supernovae 2, který se vyskytuje ve vzdálené budoucnosti, stane se výbuchy velkých hvězd, které ještě nejsou dnes. Možná se objeví supernova a ambicióznější. I relativně nedávno, astronomové byli přesvědčeni, že hvězdy s hmotností 60krát více solárně obecně, pravděpodobně č. To bylo věřil, že takové hvězdy v jejich jádrech by vyvinuly tolik tepla, které okamžitě explodují, navzdory obrovské gravitaci.

Jinými slovy, nikdy by se ani mohli tvořit.

V 80. letech však si uvědomili, že v těchto argumentech nebyly zohledněny některé aspekty celkové teorie relativity Einsteinů. Poté, co byly tyto aspekty zohledněny v astronomických výpočtech, ukázalo se, že hvězdy 100 solárních průměru a hmotnost 2000krát vyšší než hmotnost slunce, stále mohou být odolné. Kromě toho, několik astronomických pozorování potvrdilo, že takové supermasivní hvězdy skutečně existují.

Samozřejmě supermasy hvězdy se časem zhroutil a explodoval jako supernovae, který produkoval mnohem více energie a pokračovaly mnohem více času než obyčejné supernovae. Zdá se, že tyto superlibribranty se zdají být považovány za supernova typ 3.

Sovětský astronom V. P. P. P. P. P. P. P. P. P. Wastrobin se rozhodl retrospektivně prozkoumat astronomické záznamy z minulých let, aby tam zjistil, že supernovae, což by bylo supernova typu 3. navrhl, že supernova, nalezená v roce 1901 v galaxii souhvězdí Perseya, přesně případ. Místo toho, aby dosáhl vrcholu lesku za pár dní nebo týdnů, byla tato supernova dosáhnout glossu maximum po celý rok, po které byla velmi pomalu vybledlá, zatímco zbývajících devět let starý.

Vyzařila celková energie byla desetkrát větší než energie obvyklé Supernova. I v naší době se astronomové vypadali fantasticky a byli jasně zmateni.

Takové super těžké hvězdy - fenomén je extrémně vzácný, ale počet těžkých jader, které produkují, tisíckrát a více přesahuje počet jader vyrobených obyčejnými supernově. To znamená, že příspěvek těžkých jader do mraků mezihvězdného plynu, zavedeného super těžkými hvězdami, je velmi velký. V naší galaxii, během jeho existence, to bylo zřejmě 300 milionů výbuchů všech druhů Supernovae (a podobné množství, s korekcí pro rozdíl ve velikosti, v sobě), a to stačí vysvětlit zásoby těžkých jader v mezihvězdném plynu, ve vnějších vrstvách obyčejných hvězd (a kromě našeho planetárního systému - v jakýchkoli planetách).

Nyní vidíte, že ve skutečnosti všechny země a všichni jsme téměř úplně sestávali z atomů tvořených v hlubinách hvězd (odlišných od našeho slunce) a rozptýlené v prostoru s časnými výbuchy supernova. Nemůžeme poukázat na některé atomy a říkat, na které hvězdě, kterou se narodili a když byli hozeni do vesmíru, ale víme, že pocházejí z nějaké vzdálené hvězdy a přišli k nám v důsledku výbuchu ve vzdálené minulosti.

My, a náš svět, proto došlo jen z hvězd, ale z explodujících hvězd. Stali jsme se od Supernova!

Poznámky:

Vnitřní strana radiačního pásu, "pásový van Allen", tvoří protony a elektrony vyplývající z rozpadu neutronů, které se vynořují z horních vrstev atmosféry Země - Poznámka. ed.

Jaký je zdroj solární energie? Jaká je povaha procesů, během nichž se provádí obrovské množství energie? Jak dlouho bude slunce svítí?

První pokusy o odpovědi na tyto otázky byly provedeny astronomy uprostřed XIX století, po formulaci fyziků zákona o zachování energie.

Robert Mayer navrhl, že Slunce svítí v důsledku konstantního bombardování povrchu meteority a meteorickými částicemi. Tato hypotéza byla odmítnuta, protože jednoduchý výpočet ukazuje, že za účelem udržení světelnosti Slunce na moderní úrovni, 2 * 1015 kg meteorické látky klesne na každou sekundu. Za rok bude to 6 * 1022 kg, a během existence Slunce, po dobu 5 miliard let - 3 * 1032 kg. Masová hmotnost m \u003d 2 * 1030 kg, takže za pět miliard let na slunci byla látka o 150krát více než hmotnost Slunce.

Druhá hypotéza byla vyjádřena Helmholzem a Kelvinem také uprostřed XIX století. Navrhli, aby slunce vyzařovalo stlačením 60-70 metrů ročně. Důvodem pro kompresi je vzájemná přitažlivost částic Slunce, což je důvod, proč tato hypotéza dostala název smlouvy. Pokud provedete výpočet pro tuto hypotézu, věk Slunce nebude více než 20 milionů let, což v rozporu s moderními údaji získanými na analýze radioaktivního rozpadu prvků v geologických vzorcích země země a půdy měsíce.

Třetí hypotéza o možných zdrojích sluneční energie vyjádřila James Džíny na začátku dvacátého století. On navrhl, že v hlubinách slunce obsahuje těžké radioaktivní prvky, které spontánně rozpadají, energie je emitována. Například transformace uranu v thoriu a pak do olova, je doprovázena uvolňováním energie. Následná analýza této hypotézy také ukázala jeho selhání; Hvězda, skládající se z jednoho uranu, by nezvýšila dostatek energie, aby zajistila pozorovanou světelnost Slunce. Kromě toho existují hvězdy, pokud jde o světelnost mnohokrát lepší světelnost naší hvězdy. Je nepravděpodobné, že by v těchto hvězdách budou mít i zásoby radioaktivní látky také více.

Nejpravděpodobnější hypotéza byla hypotéza syntézy prvků v důsledku jaderných reakcí v hlubinách hvězd.

V roce 1935, Hans Bethe se tlačil hypotézu, že zdroj solární energie by mohla být allemonová reakce konverze vodíku v heli. Bylo to za to, že Bethe obdržel Nobelovu cenu v roce 1967.

Chemické složení Slunce je přibližně stejně jako většina ostatních hvězd. Přibližně 75% je vodík, 25% - helium a menší než 1% - všechny ostatní chemické prvky (zejména uhlík, kyslík, dusík atd.). Ihned po narození vesmíru nebylo "těžké" prvky vůbec. Všechny z nich, tj. Prvky těžší helium a dokonce i mnoho alfa částic byly vytvořeny během "spalování" vodíku ve hvězdách s termonukleární syntézou. Charakteristickým časem slunečního stanu miliard let starý styl.

Hlavním zdrojem energie je proton-protonový cyklus - velmi pomalá reakce (charakteristický čas je 7,9 * 109 let), protože je způsobena slabou interakcí. Jeho podstatou je, že ze čtyř protonů se získá jádro helia. Zároveň se rozlišuje pár pozitronů a pár neutrinů, stejně jako 26,7 meV energie. Množství neutrina emitovaného sluncem za sekundu se stanoví pouze svítivostí Slunce. Od 2 neutrinů se narodí během uvolnění 26.7 MEV, rychlost záření neutrina: 1,8 * 1038 Neutrino / s.

Přímé ověření této teorie - pozorování solárního neutrinu. Neutrino vysokých energií (nudné) se zaznamenává v experimentech chlor-argonu (experimenty Davise) a stabilně ukazují nedostatek neutrinů ve srovnání s teoretickou hodnotou pro standardní model Slunce. Neutrinos nízkých energií vznikajících přímo v RR reakci jsou zaznamenány v experimentech Galley-Německa (Gallex v Gar Sasso (Itálie - Německo) a Sage na Baksanu (Rusko - USA)); Jsou také "nestačí."

Podle některých předpokladů, pokud neutrinos mají lame zbytku odlišný od nuly, oscilujících (transformací) různých odrůd neutrinů (účinek Mikheeveev - Smirnova - Wolfenstein) (existují tři odrůdy neutrinů: Elektronické, Muon a Tauon Neutrino). Protože Jiné neutrinové mají mnohem menší průřezy s látkou než elektronický, pozorovaný nedostatek může být vysvětlen bez změny standardního modelu Slunce, postavený na základě celého souboru astronomických dat.

Každá sekunda, slunce zpracovává asi 600 milionů tun vodíku. Rezervy jaderných paliv je dostačující na dalších pět miliard let, po kterých se postupně promění v bílý trpaslík.

Ústřední části Slunce se zmenšují, rozlišují a teplo přenášené s vnějším pláštěm povede k jeho expanzi na velikost, monstrózní ve srovnání s moderními: Slunce se rozšíří tolik, že rtuť bude absorbovat, Venuše a stráví "palivo" "Stokrát rychleji, co je v současné době. To povede ke zvýšení velikosti Slunce; Naše hvězda se stane červeným obrem, jejichž rozměry jsou srovnatelné se vzdáleností od země ke slunci! Život na Zemi zmizí nebo najde útočiště na vnějších planetách.

Samozřejmě budeme informováni o takové události předem, protože přechod na novou fázi bude trvat asi 100-200 milionů let. Když teplota centrální části Slunce dosáhne 100 000 000 k, začněte hořící a helium, otočením na těžké prvky a slunce vstoupí do fáze komplexních kompresních cyklů a expanze. V poslední fázi, naše hvězda ztratí vnější shell, centrální jádro bude mít neuvěřitelně velkou hustotu a velikosti jako země. Bude to trvat několik dalších miliard let a slunce bude v pohodě, otáčení v bílém trpaslíku.

Již ze třicátých let, astrofyzici nepochybovali o tom, že z jaderných reakcí ve světelných prvcích jediného schopného dostatečně dlouhého a intenzivního podpěru radiace hvězd hlavní sekvence grafu spektra - světelnost, je tvorba helia z vodík. Ostatní reakce buď pokračují příliš krátkou dobu (samozřejmě, na vnějším měřítku!), Buď dávají příliš nízkoenergetický výkon.

Nicméně, cesta přímého spojení čtyř vodíkových jader v jádře helia byla nemožná: reakce transformace do hloubky vodíkové hvězdy v heliu by měla jít "podle okresních cest".

První cesta spočívá v po sobě jdoucích sloučeninách první dva atomy vodíku, pak je k nim připojen třetí, atd.

Druhým způsobem spočívají v přeměně vodíku v heliu s "nápovědy" atomy dusíku a zejména uhlíkem.

Ačkoli první cesta by se zdálo, že poměrně dlouho nepoužíval "Dále úcta", a astrofyzika věřila, že hlavní reakce energie energie byla druhým způsobem - uhlíkový cyklus.

Konstrukce jádra héji jde čtyři protony, kterou sami nechtějí pracovat v a-částici, pokud nepomohli uhlíkem.

V okruhu těchto reakcí uhlík hraje roli potřebné kondici a jak to bylo pořadatel. V chemických reakcích je tento druh spolupractic nalezen také, nazývané katalyzátory.

Při stavbě hélia není energie nejen utratila, ale naopak je propuštěna. Opravdu, řetězec transformací byl doprovázen uvolňováním tří y-kvanta a dvou pozitronů, také se změní na y-záření. Bilance je: 10 -5 (4 · 1.00758-4,00390) \u003d 0,02642 · 10 -5 jednotek atomové hmoty.

Energie spojená s touto hmotností a je propuštěna v hlubinách hvězdy, pomalu unikající na povrch a vyzařuje se do světového prostoru. Továrna helia pracuje v hvězdě nepřetržitě, dokud se zásoby suroviny nevyčerpají, tj. Vodík. Co se stane později, budeme dále říkat.

Uhlík, jako katalyzátor, je dost pro neomezený dlouhodobý.

Při teplotách asi 20 milionů stupňů je působení reakcí uhlíku úměrná 17. stupně teploty! S určitou vzdáleností od středu hvězdy, kde je teplota pouze 10% pouze 10% energie padá 5krát a kde je jeden a půlkrát, to spadá 800 krát! Proto nedaleko od centrálního, nejvíce horké oblasti tvorby hélia v důsledku vodíku nevyskytuje. Zbytek vodíku bude kontaktovat helium po míchání plynů přinese na území továrny - do středu hvězdy.

Na začátku padesátých let se ukázalo, že při teplotě 20 milionů stupňů, a ještě více tak při nižších teplotách, protonová protonová reakce byla ještě účinnější, což také vede ke ztrátě vodíku a tvorbě hélium. S největší pravděpodobností teče v takovém řetězci transformací.

Dva protony, se setkali, vyzařují pozitron a kvantum světla, se otáčejí do těžkého izotopu vodíku s relativní atomovou hmotností 2. Ten po fúzi s jiným protonem se změní na atom lehkého izotopu vodíku s relativní atomovou hmotností 2 . Ten po fúze s jinou protonem se změní na izotop atom plic s relativní atomovou hmotností 3, vyzařuje přebytečnou hmotu ve formě záření. Pokud takové atomy světelného helia nahromadit dostatečně, jejich jádra v kolizi tvoří normální atom helia s relativní atomovou hmotností 4 a dvěma protonem s kvantem energie. Takže v tomto procesu byly ztraceny tři protony a tam byly dvě - jedna protonová ztráta, ale energie byla emitována třikrát.

Zdá se, že slunce a chladnější hvězdy hlavní sekvence grafu světelnosti - spektrum čerpá energii z tohoto zdroje.

Když se veškerý vodík zapne do hélia, může hvězda stále existovat kvůli transformaci helia na těžší prvky. Procesy jsou například možné:

4 2 HE + 4 2 HE → 8 4 BE + RADIACE,

4 2 HE + 8 4 BE → 12 6 C + RADIACE.

Jedna částice hélia se získá výstupní výstup, 8krát nižší, než dává stejnou částici s popsaným výše.

V poslední době, fyzika zjistil, že v některých hvězdách, fyzikální podmínky umožňují výskyt a ještě závažnější prvky, jako je železo, a vypočítat podíl vzniku prvků po dohodě s prevalencí prvků, které se setkáváme v přírodě.

V obřích hvězdách je průměrný návrat energie na jednotku jejich hmotnosti mnohem větší než slunce. Neexistuje však obecně uznávaný pohled na zdroje energie v červených hvězdách-giants. Zdroje energie v nich a jejich struktuře nám ještě nejsou jasné, ale zřejmě budou brzy známy. Podle výpočtů v.v. Sobolev červené obry mohou mít stejnou strukturu jako horké obři a mají stejné zdroje energie. Jsou však obklopeny rozsáhlými řídícími a chladnými atmosféry, které jim dávají druh "studených gigantů".

Jádro některých těžkých atomů může být vytvořeno v hlubinách hvězd v důsledku sloučeniny lehčích atomů, a za určitých podmínek, a to i v jejich atmosférách.

2002-01-18T16: 42 + 0300

2008-06-04T19: 55 + 0400

https: //syt/20020118/54771.html.

https: //cdn22.img..png.

RIA News.

https: //cdn22.img..png.

RIA News.

https: //cdn22.img..png.

Termonukleární reakce vyskytující se na slunci

(Ter.ink. N03-02, 18/01/2002) Vadim zisk, fyzikální teoretika, stálý korespondent terra incognita. Vědci dokonale chápou, že termonukleární reakce vyskytující se na Slunci jsou obecně uzavřeny v konverzi vodíku v heliu a v těžších prvcích. Ale jím, jak jsou tyto transformace učiněny, neexistuje absolutní jasnost, přesněji, kompletní nejednoznačnost dominuje: není nejdůležitější počáteční odkaz. Proto je vynalezena fantastická reakce sloučeniny dvou protonů v deuteriu s pozitronovou emisí a neutrinem. Taková reakce je však ve skutečnosti nemožná, protože mezi protony jsou silné odpuzuje. ---- Co se opravdu děje na slunci? První reakce spočívá v narození deuteria, jejichž tvorba se vyskytuje při vysokém tlaku v nízkoteplotní plazmě s těsnou sloučeninou dvou atomů vodíku. V tomto případě jsou dvě vodíkové jádra na krátkou dobu téměř v blízkosti, zatímco oni jsou schopni zachytit jeden z ...

(Ter.ink. N03-02, 18/01/2002)

Vadimský zisk, fyzikátorský teoretik, stálý korespondent terry incognita.

Vědci dokonale chápou, že termonukleární reakce vyskytující se na Slunci jsou obecně uzavřeny v konverzi vodíku v heliu a v těžších prvcích. Ale jím, jak jsou tyto transformace učiněny, neexistuje absolutní jasnost, přesněji, kompletní nejednoznačnost dominuje: není nejdůležitější počáteční odkaz. Proto je vynalezena fantastická reakce sloučeniny dvou protonů v deuteriu s pozitronovou emisí a neutrinem. Taková reakce je však ve skutečnosti nemožná, protože mezi protony jsou silné odpuzuje.

Co se opravdu děje na slunci?

První reakce spočívá v narození deuteria, jejichž tvorba se vyskytuje při vysokém tlaku v nízkoteplotní plazmě s těsnou sloučeninou dvou atomů vodíku. V tomto případě jsou dvě vodíkové jádra na krátkou dobu téměř v blízkosti, zatímco oni jsou schopni zachytit jeden z orbitálních elektronů, které tvoří neutron s jedním z protonů.

Podobná reakce se může objevit za jiných podmínek, když se proton zavádí do atomu vodíku. V tomto případě je zachycen orbitální elektron (k-capture).

Nakonec může být taková reakce, když dva protony přicházejí po určitou dobu uzavřeny, je jejich pevnost kloubů dostačující k zachycení vlajícího elektronů a tvoří deuterium. Vše záleží na plazmové teplotě nebo plynu, ve kterém tyto reakce proudit. To zdůrazňuje 1,4 MEV energie.

Deuterium je základem průtoku následného cyklu reakcí, když se dvě deuterium jádra tvoří tritium s emisí protonu nebo helium-3 s neutronovou emisí. Obě reakce jsou stejně a dobře známy.

Poté postupujte podle reakcí sloučeniny tritia s deuterium, tritium s tritemem, helem-3 s deuterium, helium-3 s tritiem, helium-3 s helium-3 s tvorbou helium-4. To rozlišuje větší počet protonů a neutronů. Neutrony jsou zachyceny jaderami heliem-3 a všechny prvky, které mají vazy od deuteria.

Tyto reakce jsou potvrzeny skutečností, že ze Slunce ve složení solárního větru, obrovský počet vysokých energií jsou emitovány. Nejkrásnější ve všech těchto reakcích je, že v kurzu nejsou vytvořeny ani pozitrony nebo neutrino. Po vyskytu všech reakcí je energie zvýrazněna.

V přírodě se vše děje mnohem snazší.

Dále, z deuterium jádra, tritium, helium-3, helium-4 jsou složitější prvky, které začínají tvořit. Zároveň je celé tajemství, že helium-4 nuklei nemůže být připojena přímo, protože jsou vzájemně odpuzovány. Jejich spojení se vyskytuje prostřednictvím svazků od derátů a tritia. Úřední věda také nebere v úvahu a skládá jádro helium-4 v jedné hromadě, což je nemožné.

Stejné fantastické, jako oficiální vodíkový cyklus, je tzv. Cyklus uhlíku, který vynalezl G. Bette v roce 1939, během kterého se také rozlišuje helium-4 ze čtyř protonů a údajně pozitrony a neutrin.

V přírodě se vše děje mnohem snazší. Příroda nepřichází jako teoretiky, nové částice, ale používají pouze ty, které mají to. Jak můžeme vidět, tvorba prvků začíná připevněním dvou protonů jednoho elektronu (tzv. K-zachycení), v důsledku toho, který se získá deuterium. K-Capture je jediný způsob vytváření neutronů a je široce praktikován všemi ostatními složitějšími jádry. Kvantová mechanika popírá přítomnost elektronů v jádře, ale bez elektronů není možné postavit jádro.

Bdělost v americké společnosti ve vztahu k jaderné energetice založené na rozdělení jádra vedla ke zvýšení zájmu o syntézu vodíku (termonukleární reakce). Tato technologie byla navržena jako alternativní metoda pro použití vlastností atomu pro výrobu elektřiny. To je skvělý nápad teoreticky. Syntéza vodíku účinněji se otočí na energii než dělení jádra a tento proces není doprovázen tvorbou radioaktivního odpadu. Pracující termonukleární reaktor je však stále vytvořen.

Termonukleární syntéza na slunci

Fyzika věří, že Slunce transformuje vodík v heli v důsledku tepelné reakce syntézy. Termín "syntéza" znamená "unie". Syntéza vodíku vyžaduje nejvyšší teploty. Silná gravitace, vytvořená obrovskou hmotností Slunce, neustále podporuje své jádro ve stlačeném stavu. Tato komprese poskytuje teplotu v jádře, dostatečně vysoká, aby se vyskytla tepelná syntéza vodíku.

Solární syntéza vodíku je vícestupňová proces. Zpočátku jsou dvě jádra vodíku (dva protony) silně stlačeny, vyzařující positron, také známý jako antieclectron. Positron má stejnou hmotu, kterou elektron, ale nese pozitivní, ne negativní jednotkový poplatek. Kromě pozitronu, neutrino - částice připomínající elektron, ale nemá elektrický náboj a žádný elektrický náboj a může proniknout přes hmotu přes hmotu (jinými slovy, neutrino (neutrino nízká energie) je extrémně slabě s látkou. Délka volné dráhy některých typů neutrinů je přibližně sto lehkých let ve vodě. Je také známo, že bez viditelných důsledků, přibližně 10 neutrin, emitovaných sluncem, je také známé v celých vodách každého člověka.)

Syntéza dvou protonů je doprovázena ztrátou jediného kladného náboje. Jako výsledek, jeden z protonů se stává neutronem. To je způsob, jak se získá deuterium jádro (2N nebo d) je těžký vodík izotop sestávající z jednoho protonu a jednoho neutronu.

Deuterium je také známý jako těžký vodík. Deuterium jádro je kombinováno s jinou protonem a tvoří jádro helia-3 (non-3), sestávající ze dvou protonů a jednoho neutronu. V tomto případě je emitována banda gama záření. Dále se spojují dvě jádra helia-3, vytvořené v důsledku dvou nezávislých opakováním popsaného výše, se spojí, tvoří jádro helia-4 (non-4), sestávající ze dvou protonů a dvou neutronů. Tento izotop helium se používá k naplnění balónů snadnější než vzduch. V závěrečné fázi jsou emitovány dva protony, které mohou vyvolat další vývoj syntézy reakce.

V procesu "solární syntézy", celková hmotnost vytvořené záležitosti je o něco překročí celkovou hmotnost počátečních složek. "Chybějící část" je přeměněna na energii, podle slavného vzorce Einstein:

kde E je energie v Joulech, M je "chybějící mše" v kilogramech a C je rychlost světla, rovna (ve vakuu) 299 792 458 m / s. Slunce tak produkuje kolosální množství energie, protože vodíkový jádro se převede na non-stop hélium a v obrovských množstvích. Ve Slunci je dostatek hmotnosti, takže proces syntézy vodíku pokračuje v milionech tisíciletí. V průběhu času bude dodávka vodíku skončit, ale to se nestane v našem životě.