Просмотр полной версии : Космохимия
Предлагаю обсудить весьма важную тему происхождения вещества во Вселенной и в частности в нашей Солнечной системе и непосредственно на планетте Земля.
thirtyseconds
25.10.2009, 18:04
Ссылки по теме :
http://ru.wikipedia.org/wiki/Нуклеосинтез
http://nuclphys.sinp.msu.ru/nuclsynt/ - учебное пособие Б.C. Ишханов, И.М. Капитонов, И.А. Тутынь "Нуклеосинтез во вселенной"
http://astronet.ru/db/msg/1189783 - Обогащение межгалактического вещества металлами
http://astronet.ru/db/msg/1171260 - Звездный нуклеосинтез - источник происхождения химических элементов
Попробую вкратце описать происхождение вещества:
В первые мгновения после БВ создалось первичное вещество - 90% H, 10% He. Производству более тяжелых элементов помешал локальный энергетические барьер. При столкновении двух ядер гелия не получается стабильных элементов, а столкновение трех ядер (тройной альфа процесс, идущий в ядрах звезд) требует очень высоких температур и плотностей, которые в расширяющейся Вселенной очень быстро упали.
Таким образом кислорода, углерода, азота и проч. в новорожденной Вселенной еще не было. Они были произведены в недрах массивных звезд и извлечены при истечении звездного ветра на стадии Красного Гиганта или взрывах Сверхновых.
Поскольку возраст Вселенной оценивают в 15 млрд. Лет, а массивные звезды живут порядка 10 млн., за время существования Вселенной прошло несколько звездных поколений, каждое последующее рождалось из пепла предшественников, все более обогащаясь камнем и металлом. В итоге, например, в нашей звезде Солнце оказалось несколько процентов тяжелого вещества.
igor_da_bari
28.10.2009, 17:23
Попробую вкратце описать происхождение вещества:
В первые мгновения после БВ создалось первичное вещество - 90% H, 10% He. Производству более тяжелых элементов помешал локальный энергетические барьер. При столкновении двух ядер гелия не получается стабильных элементов, а столкновение трех ядер (тройной альфа процесс, идущий в ядрах звезд) требует очень высоких температур и плотностей, которые в расширяющейся Вселенной очень быстро упали.
Таким образом кислорода, углерода, азота и проч. в новорожденной Вселенной еще не было. Они были произведены в недрах массивных звезд и извлечены при истечении звездного ветра на стадии Красного Гиганта или взрывах Сверхновых.
Поскольку возраст Вселенной оценивают в 15 млрд. Лет, а массивные звезды живут порядка 10 млн., за время существования Вселенной прошло несколько звездных поколений, каждое последующее рождалось из пепла предшественников, все более обогащаясь камнем и металлом. В итоге, например, в нашей звезде Солнце оказалось несколько процентов тяжелого вещества.
Все это более или менее верно, однако по ссылкам в предыдущем посте информации можно найти раз в 1000 больше.
Найти можно и в 10000 раз больше. Только не любит народ ходить по ссылкам. Для форумных же разговоров важнейшее достоинство - краткость.
igor_da_bari
28.10.2009, 17:40
Найти можно и в 10000 раз больше. Только не любит народ ходить по ссылкам. Для форумных же разговоров важнейшее достоинство - краткость.
Я рад, что Вы разделяете мою точку зрения и правильно поймете мое дальнейшее молчание.
VVSFalcon
28.10.2009, 18:15
Найти можно и в 10000 раз больше. Только не любит народ ходить по ссылкам. Для форумных же разговоров важнейшее достоинство - краткость.
Берите пример с Игоря.
Процессы нуклеосинтеза, происходящие в звездных недрах бывают в основном двух типов - термоядерный синтез и нейтронный захват. Самый простой пример термоядерного синтеза - образование гелия из водорода. Таким примерно образом происходит синтез и более тяжелых элементов. Но только до железа. Далее присоединение альфа частиц является энергетически невыгодно и последующие элементы образуются путем захвата нейтронов. Есть две разновидности захвата - медленный (slow) и быстрый (rapid), называемые, соответственно, s и r процессами.
s процесс происходит примерно на стадии Красного гиганта, для r процесса необходимы сверхвысокие давления и температуры, достигаемые лишь во время взрыва Сверхновой. И есть одно чрезвычайно важное обстоятельство - продукты этих процессов весьма специфичны, так что о многих изотопах с полной определенностью можно сказать, что они создались именно во время взрыва Сверхновой. А это чрезвычайно важно для планетологии.
Английский астрофизик Р.Тейлер в книге "Происхождение химических элементов"(Изд."Мир",М.,1975) на с.102 отмечает крайне маловероятную возможность (но все таки возможность) ядерных реакций с одновременным участием большого числа легких элементов.
В 1942 году американский астрофизик и нобелевский лауреат Чандрасекар высказал предположение о том, что химические элементы могли образоваться в ранней Вселенной,так как плотность вещества была очень бльшой, а температура составляла более 10 миллиардов градусов,чего вполне достаточно для образования ядер. А в середине 60-х годов прошлого столетия американский физик Пиблз пришел к выводу, что "для предотвращения слияния всех компактных частиц в тяжлые элементы в начальной стадии развития Вселенной необходимо наличие огромной плотности излучения" (которую он довольно произвольно и ввел).
Таким образом приведенные и некоторые другие идеи позволяют предположить, что образование первичного вещества в виде наиболее крупных атомов (с максимальными значениями Z) произошло в начальные мгновения существования Вселенной после Большого Взрыва. Все остальные элементы, включая атомы гелия и водорода, возникли за счет последовательных процессов радиоактивного распада атомов первичного вещества.
Радиоактивному распаду подвержены элементы за железом. Более легкие элементы устойчивы. Так что водород и гелий никак не могут быть продуктами распада (если не считать мизерного количества гелия, образующегося при альфа распаде тяжелых элементов).
В то же время во многих метеоритах имеются отчетливые следы элементов, которые могли быть синтезированы лишь при взрыве Сверхновой. И эти следы задают большую головоломку.
VVSFalcon
15.11.2009, 13:07
Радиоактивному распаду подвержены элементы за железом. Более легкие элементы устойчивы.
Вот первое, что приходит в голову - тритий:)
Ну и что? Пожалуй, у всех элементов есть как устойчивые, так и неустойчивые изотопы. А элемент - 43 -Технеций (до железа) не имеет ни одного стабильного изотопа и в природе не встречается. Зато стабильным изотопам совершенно невыгодно энергетически распадаться до водорода и гелия (разве что литию).
VVSFalcon
15.11.2009, 14:50
Как что?
Сначала идет заявление "все что легче железа - стабильно". После - "не, ну конечно есть и нестабильное". Какое-то противоречие ощущается :)
Радиоактивному распаду подвержены элементы за железом. Более легкие элементы устойчивы. Так что водород и гелий никак не могут быть продуктами распада (если не считать мизерного количества гелия, образующегося при альфа распаде тяжелых элементов).
.
Почти у всех известных в настоящее время химических элементов, от Полония ?84 до синтезированного Мейтнерия ?109 преобладающим видом радиоактивного распада является альф-распад [см. Популярная библиотека химических элементов, книга вторая, Изд. "Наука", М., - 1983г., с.549 - 559]. По современным представлениям, сложившимся на основании работ американского химика Г.Сиборга, в Периодической системе элементов может быть 9 периодов: в 7-м периоде 32 элемента, в 8-м - 46 и в 9-м - 8 (к 9-му относятся элементы ?165 - ?172) [см. Левицкий М.М. Периодическая система элементов . . . // Природа.- ?11. - 2002.- с.90-92]. Если принять допущение о том, что первыми образовались элементы 9-го периода, а потом в результате последовательных радиоактивных распадов, все остальные, то альфа-распады проявлялись у элементов от ?172 до ?84. Таким образом гелия могло накопиться не меньше, чем его имеется, по современным оценкам, во Вселенной.
При радиоактивном делении ядер происходит выброс значительного количества нейтронов. Поэтому при реакциях деления ядер у элементов от ?172 до Тория ?90, которые обычно происходят наряду с альфа-распадом и другими видами распадов, количество вылетивших нейтронов составило гигантскую величину. Свободные нейтроны существуют в среднем 900 секунд, после чего превращаются в протоны. Протоны же - это ядра атомов водорода. В условиях рекомбинации (Т меньше 3000К) они присоединяют электроны и образуют атомы водорода. Таким образом, то количество водорода, которое наблюдается во Вселенной, вполне могло накопиться за 14,4 миллиардов лет ее существования.
vBulletin® v3.8.4, Copyright ©2000-2016, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot