Artem Crowr
январь 2016.
5042

Как рождается атом?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
14
3 ответа
Поделиться

Замечательно рассказано в передачах цикла "Как устроена вселенная". Если пересказать кратко, то протоны, нейтрноны и электроны собираются в звезду. Когда их количество достигнет определенной массы, сила гравитации сожмет их настолько, что произойдет слияние протона и нейтрона в ядро дейтерия. После этого начнется процесс термоядерного синтеза, в ходе которого ядра элементов, протоны и нейтроны сталкиваются, образуя все более тяжелые ядра. Так происходит до образования атомов железа.

После образования железа процесс ядерного синтеза уже не приводит к выделению энергии. Под действием силы тяжести звезда сжимается и взрывается как сверхновая (один из вариантов). При взрыве образуются тяжелые элементы.

Затем легкие частицы могут собраться снова и процесс повторяется.

Примерно вот так - внутри звезд - и рождаются атомы.

18
-1
Прокомментировать

Согласно модели инфляции, в ранней Вселенной существовало скалярное поле, называемое инфляцией, давление которого ни от чего не зависело. Согласно ОТО, давление работает как антигравитация -- Вселенная расширялась под действием этого поля. А из-за особого свойства этого поля (давление ни от чего не зависит) Вселенная расширялась тем быстрее, чем она уже была, по экспоненте. Это привело к тому, что мы наблюдаем сейчас Вселенную с радиусом большим, чем возраст Вселенной * скорость света, причем области в противоположных концах неба отличаются друг от друга не более чем на 0.01% (анизотропия Вселенной, реликтового излучения). Объяснить это простым совпадением странно, они должны были когда-то быть причинно связанными. Значит, нужна инфляция.

Инфляция -- поле. Любое поле связано с бозонами, которые это поле переносят, как, например, фотоны переносят электромагнитное взаимодействие. Все бозоны, кроме фотона и гравитона (если он есть), нестабильны и распадаются на стабильные частицы: фотон, гравитон, протон, электрон, три сорта нейтрино и их античастицы. В какой-то момент из-за нарушения какой-то симметрии (здесь точно не скажу, не специалист в космологии), инфляция исчезла, а инфлантоны распались на стабильные частицы. Некоторые протоны слились еще тогда и образовали легкие ядра -- He, Li, Be, B. Их количество, предсказанное теорией инфляции, хорошо согласуется с наблюдаемым в молодых (далеких) галактиках. Так появилась Вселенная, наполненная протонами и электронами -- горячая Вселенная.

Недостаточно выключить инфляцию -- расширяющую силу -- чтобы расширение прекратилось. Расширение Вселенной продолжалось "по инерции" и продолжается и сейчас. В процессе расширения уменьшалась температура плазмы, до тех пор, пока она не остыла до примерно 2700К. При этой температуре происходит рекомбинация -- протоны и электроны связываются, образуя атомы. Плазма, привычная нам -- это огонь. Огонь непрозрачен, и та горячая плазма была непрозрачной, ее излучение было такой же температуры, как и она. После рекомбинации излучение с температурой 2700К осталось. Вселенная расширяется, так что это излучение мы сейчас видим как излучение с температурой 2.7К -- реликтовое излучение. Тогда появились первые атомы, которые потихоньку стали сливаться в галактики и звезды, ионизоваться обратно из-за трения, образовывать более сложные ядра в недрах звезд, которые, будучи выброшенными из звезды в результаты взрыва сверхновой, могут остыть, стать снова атомами, рекомбинировав, осесть в гигантском молекулярном облаке и поучаствовать в образовании какой-нибудь планеты, типа Земли.

Стоит различать атомы и ядра -- это существенно разные сущности, совершенно разные по физическим свойствам и характерным энергиям. Кроме того, пора уже отойти от Демокрита и Эпикура -- атомы вполне себе делимы и сами по себе чем-то элементарным не являются.

8
0
Прокомментировать

Весьма общий вопрос, поэтому возможно будут и такие же общие ответы.

Нейтроны и протоны притягиваются благодаря силе сильного ядерного взаимодействия. Формируется кусок материи с сильным положительным зарядом. Такой заряд начинается к себе притягивать частицы с отрицательным зарядом - чаще всего электроны. Электроны притягиваются до тех пор, пока положительно заряженное ядро не будет полностью нивелировано отрицательно заряженным облаком электронов.

5
0
Прокомментировать
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью