Вся Вселенная наполнена большим количеством химических элементов, из которых состоят звезды, планеты и даже люди. Во Вселенной существует большое разнообразие химических элементов, начиная от самых легких, таких, как гелий и заканчивая самыми тяжелыми, как свинец. Но как появились все эти элементы? Об этом пишет Space.
Формирование химических элементов началось вскоре после Большого взрыва, когда возраст Вселенной составлял от нескольких секунд до нескольких минут. Тогда весь объем Вселенной был в миллионы раз меньше, чем сейчас. Начальный космос имел такую невероятно высокую плотность, что температура всей материи превышала 1 млрд градусов Цельсия. Этих условий было достаточно для создания ядерных реакций.
Это значит, что на начальном этапе существования Вселенной было так жарко, что даже протоны и нейтроны не могли существовать как стабильные объекты. Вместо этого начальный космос представал собой набор таких фундаментальных частиц, как кварки и глюоны, которые плавились в состоянии сырой плазмы.
Но Вселенная мгновенно начала расширяться, а значит произошло ее охлаждение. В конце концов, кварки образовали первые протоны и нейтроны. Когда эти частицы остыли, на каждый нейтрон приходилось примерно шесть протонов. Нейтроны начали объединятся с протонами и образовались первые ядра атомов. Но самыми первыми химическими элементами были гелий и водород – самые легкие во Вселенной. Считается, что космос в самом начале на 25% состоял из гелия и на 75% — из водорода.
Через несколько сотен миллионов лет появилось первое поколение звезд, которые в своих ядрах превращали водород в гелий в результате термоядерной реакции. В принципе звезды делают это и сейчас. Ближе
К концу своей жизни, такие звезды как Солнце, переходят на превращение гелия в углерод и кислород, прежде чем умрут и оставят после себя планетарные туманности. Поэтому во Вселенной так много углерода и кислорода, ведь после водорода и гелия эти химические элементы чаще всего создают звезды.
Звезды, масса которых как минимум в 8 раз больше массы Солнца, создают в своих ядрах более тяжелые элементы. В самом конце своей жизни они производят азот, неон, кремний, серу, магний, никель, хром и железо.
На этом заканчивается процесс формирования химических элементов внутри звезд. Остальные элементы образуются, когда звезды умирают, при это способы их смерти разные.
Когда маленькие звезды, такие как Солнце, умирают, то происходит выброс их вещества в окружающий космос. Более крупные звезды взрываются в виде сверхновых. В результате этих смертей звезд остаются остатки в виде сжатого ядра. Маленькие звезды оставляют после себя белых карликов, которые почти полностью состоят из углерода и кислорода. Звезды большего размера оставляют после себя невероятно плотные нейтронные звезды. Если белый карлик имеет звезду-компаньона, то он забирает ее вещество, набирает массу и взрывается особым типом сверхновой. Нейтронные звезды могут сталкиваться и происходит еще более мощный взрыв под названием килоновая.
Все вышеперечисленные взрывы привели к появлению остальных химических элементов. И эти взрывы происходят постоянно, а значит космос наполняется этими элементами всегда. Во время каждого взрыва новые элементы разлетаются по космосу и превращаются в межзвездную смесь. В этой смеси элементы присоединяются к новым газовым облакам. Из этих облаков появляются новые звезды, вокруг которых формируются новые планеты и процесс производства химических элементов не прекращается уже примерно 13 млрд лет.
