Физик объясняет взрывное рождение строительных блоков вселенной
Ричард Фейнман, известный физик -теоретический, который выиграл Нобелевскую премию, сказал, что если бы он мог передать только одну часть научной информации в будущие поколения, то все, что сделано из атомов. Как у меня, есть только хорошие догадки, чтобы объяснить, как образуются некоторые атомы.
Что такое атом? Атом имеет более легкие частицы, называемые электронами, о которых вы можете думать как орбита вокруг ядра. Атом имеет такое же количество протонов, что и электроны, поэтому он нейтральный-он не имеет общего заряда. атом состоит из положительно заряженных протонов, нейтрально заряженных нейтронов и отрицательно заряженных электронов. (Ag Caesar/Wikimedia Commons/CC By-sa) и гелий, который имеет два протона, два нейтрона и два электрона. Конечно, на земле есть много атомов, кроме этих, которые так же распространены, такие как углерод и кислород, но я скоро расскажу о них. Банг, как называется, когда ученые думают, что вселенная началась, около 14 миллиардов лет назад. Почему они образовались в то время? Астрономы знают, наблюдая от далеких взрывающихся звезд, что размер вселенной становится все больше со времен Большого взрыва. Когда сначала образовались атомы водорода и гелия, вселенная была примерно в 1000 раз меньше, чем сейчас. Таким образом, атомы водорода и гелия могут образовываться только после того, как вселенная охлаждается до примерно 5000 градусов по Фаренгейту (2760 градусов по Цельсию). По историческим причинам этот процесс в заблуждение называется рекомбинацией — комбинация была бы более описательной.
Гелий и дейтерий — более тяжелая форма водорода — ядра образовались даже раньше, всего через несколько минут после большого взрыва, когда температура превышала 1 миллиард F (556 миллионов человек). Протоны и нейтроны могут столкнуться и образуют ядра, подобные этим, только при очень высоких температурах. орбиты. Но вы, я и почти все на Земле сделаны из гораздо более массивных атомов, чем просто водород и гелий. Как были сделаны эти атомы? Чтобы сделать атомы с несколькими протонами и нейтронами, соединенными вместе в ядре, требуется тип высокоэнергетических столкновений, которые происходят в очень горячих местах. Энергия, необходимая для сформирования более тяжелого ядра, должна быть достаточно большой, чтобы преодолеть отталкивающую электрическую силу, которая положительная заряда, например, два протона, ощущают друг с другом. src = «https://www.sciencealert.com/images/2025/06/sundarkredwithpurpleflares-e1750993101938.jpeg» alt = «The Sun Dark Red с фиолетовыми вспышками» Width = «642» высота = «642» = «Wp-Image-16007-leth-vize-vize-vize-vize-vize-viz-viz-viz-viz-viz-viz-viz-166007 Загрузка = «ленивый»> Огромное тепло и давление в звездах могут образовывать атомы через процесс, называемый слиянием. (NASA/SDO) Это свойство называется сильной силой, и процесс, который объединяет эти частицы, называется слиянием. aria-describedby = «caption-attachment-166001» style = «width: 642px» class = «wp-caption alignnone»> 
Эта периодическая таблица показывает, какая астрономические процессы считают, что ученые считают, что они ответственны за формирование каждого из элементов. (CMGLEE/Wikimedia Commons/Jennifer Johnson/OSU/CC BY-SA)
Почему они образовались в то время? Астрономы знают, наблюдая от далеких взрывающихся звезд, что размер вселенной становится все больше со времен Большого взрыва. Когда сначала образовались атомы водорода и гелия, вселенная была примерно в 1000 раз меньше, чем сейчас. Таким образом, атомы водорода и гелия могут образовываться только после того, как вселенная охлаждается до примерно 5000 градусов по Фаренгейту (2760 градусов по Цельсию). По историческим причинам этот процесс в заблуждение называется рекомбинацией — комбинация была бы более описательной.
Гелий и дейтерий — более тяжелая форма водорода — ядра образовались даже раньше, всего через несколько минут после большого взрыва, когда температура превышала 1 миллиард F (556 миллионов человек). Протоны и нейтроны могут столкнуться и образуют ядра, подобные этим, только при очень высоких температурах. орбиты. Но вы, я и почти все на Земле сделаны из гораздо более массивных атомов, чем просто водород и гелий. Как были сделаны эти атомы? Чтобы сделать атомы с несколькими протонами и нейтронами, соединенными вместе в ядре, требуется тип высокоэнергетических столкновений, которые происходят в очень горячих местах. Энергия, необходимая для сформирования более тяжелого ядра, должна быть достаточно большой, чтобы преодолеть отталкивающую электрическую силу, которая положительная заряда, например, два протона, ощущают друг с другом. src = «https://www.sciencealert.com/images/2025/06/sundarkredwithpurpleflares-e1750993101938.jpeg» alt = «The Sun Dark Red с фиолетовыми вспышками» Width = «642» высота = «642» = «Wp-Image-16007-leth-vize-vize-vize-vize-vize-viz-viz-viz-viz-viz-viz-viz-166007 Загрузка = «ленивый»> Огромное тепло и давление в звездах могут образовывать атомы через процесс, называемый слиянием. (NASA/SDO) Это свойство называется сильной силой, и процесс, который объединяет эти частицы, называется слиянием. aria-describedby = «caption-attachment-166001» style = «width: 642px» class = «wp-caption alignnone»> Эта периодическая таблица показывает, какая астрономические процессы считают, что ученые считают, что они ответственны за формирование каждого из элементов. (CMGLEE/Wikimedia Commons/Jennifer Johnson/OSU/CC BY-SA)
Но даже в горячих звездах, элементы, тяжелее железа, и никеля, не образуются. Они требуют дополнительной энергии, потому что более тяжелые элементы могут легче разбить на части. Во время мощного взрыва этот коллапс триггеры, элементы, которые тяжелее железа могут образовываться и выбросить во вселенную.
астрономы все еще выясняют детали других фантастических звездных событий, которые образуют большие атомы. Например, сталкивающиеся нейтронные звезды могут высвобождать огромное количество энергии — и такие элементы, как золото — на пути к формированию черных дыр. Но чтобы усложнить ситуацию, во вселенной есть другие вещи, которые, по -видимому, вообще не сделаны из нормальных атомов, называемых темной материей. Ученые исследуют, что такое темная материя и как это может сформировать.
Стивен Л. Леви, доцент физики и прикладной физики и астрономии, Университет Бингемтона, Государственный университет Нью-Йорка
, эта статья переиздана из разговора по лицензии Creative Commons. Прочитайте оригинальную статью.
