Реликтовое випромінювання і первинний нуклеосинтез

Реліктове випромінювання і первинний нуклеосинтез.

Об'єднання протонів і нейтронів (нуклонів) в складові ядра атомів протікає з участю ядерних сил, радіус дії яких становить менше 10−13см. Для зближення нуклонів таких відстані необхідно по крайнього заходу виконання дві умови: вільні нуклони повинні мати енергією, що дозволяє їм зблизиться до зазначених відстаней; їхня енергія має у своїй перевищувати енергію нуклонів в ядрі, інакше об'єднання зможе стійко існувати. Тому нуклеосинтез може протікати в інтервалі температур з верхньої кордоном порядку 1 млрд., градусів. У разі всесвіту на етапі нуклеосинтезу освіту складових ядер можна тільки на сполуки протонів з нейтронами. Поєднання протона з нейтроном створює ядро дейтерію, з цими двома нейтронами — ядро тритію (ізотопи водню). У основі об'єднання двох і більшої кількості протонів лежить процес нерезонансного захоплення нейтрона протоном. У цьому процесі захоплений нейтрон розпадається на протон, електрон і антинейтрино й утворюється стійке ядро якого приєднується ще 1 чи 2 нейтрона тощо. Але цього разі елементи з атомної масою 5 і побачили 8-го виявляються хисткими і розпадаються. Явл., зв., «щілиною маси». Отже нуклеосинтез у початковій фазі розвитку всесвіту не утворити спостережуваного у сьогоднішній різноманіття хімічних елементів, тому його ім'ям названо первинним нуклеосинтезом.

Реліктове випромінювання: На момент часу, коли радіус всесвіту сягнуло близько 100 млн., парсек (3,3 світлового року; 1016 м), а щільність становить 10−22 г/см3, t = 3000 До. У умовах електрони з’явилася можливість міцно поєднаються з ядрами, створюючи стійкі атоми водню і гелію. Вільні електрони швидко зникли, результаті швидко припинилося їхню взаємодію з фотонами і баріонна речовина (атоми водню, гелію та його ізотопи) всесвіту стало прозорим. Випромінення відокремилося атомарної і створило те що нашу епоху назвали реліктовим випромінюванням. У своїй структурі реліктове випромінювання зберегло «пам'ять» про структуру барионного речовини в останній момент поділу. Нині температура Р. і. Складає близько 3 До, що він відповідає рівноважному випромінюванню абсолютно чорного тіла на довжинах хвиль у сфері від 10 до 0,05 див. Реліктове випромінювання виявлено експериментально в 1964 р. Воно підтверджує гарячі походження всесвіту. Зокрема воно підтверджує, що на момент перебігу рекомбінації (з'єднання електронів з ядрами) баріонна речовина у Всесвіті розподілялося виключно однорідний і изотропно.

Розбігання галактик. Вік метагалактики. Космологічний обрій. Масштаби вселенной.

Всесвіт — це весь існуючий матеріальний світ, безмежний в часі та просторі і різноманітний за формами, які вже вживає матерія у свого розвитку. Частина всесвіту, охоплена астрономічними спостереженнями, називається Метагалактикою, чи нашої всесвіту. Розміри метагалактики дуже великі: радіус космологічного горизонту становить 15−20 млрд., світлових років. У метагалактиці простір заповнене надзвичайно розрідженим межгалактическим газом і пронизується межгалактическими променями. У ньому існують гравітаційні і електромагнітні поля тощо. Відстань між нашої галактикою та інші галактиками невпинно збільшується, відбувається взаємне видалення всіх галактик (спіральні, еліптичні, неправильні). Сама метагалактика нестационарна. Вік метагалактики 1,5*1010 років. Закон Хабла: що далі нас галактики, то з більшою швидкістю вони удаляются.

Будова і еволюція всесвіту вивчається космологією. Космологія — одне із трьох розділів природознавства, котрі за своєму суті завжди перебувають у стику наук. Космологія використовує досягнення і нові методи фізики, математики, філософії. Предмет космології - весь навколишній мегамир, вся «велика всесвіт», і завдання її полягає у описі найзагальніших властивостей, будівлі та еволюції всесвіту. Висновки космології мають більше світоглядне значение.