Воспользуйтесь СПЕЦИАЛЬНЫМ ПРЕДЛОЖЕНИЕМ для MagellanTV здесь: https://try.magellantv.com/arvinash. Начните бесплатный пробный период СЕГОДНЯ, чтобы посмотреть фильм «Солнце и человек» о том, какую важную роль Солнце сыграло в нашей истории: https://www.magellantv.com/series/sun.... Также смотрите другие материалы из научной коллекции MagellanTV. Не забудьте воспользоваться предложением «Купи один, получи второй бесплатно», которое действует только в праздничные дни.
Фоновые видео:
Нуклеосинтез Большого взрыва: • How Did the First Atom Form? Where did it ...
Синтез на Солнце: • Why Does the SUN SHINE? The Quantum Mechan...
Главы:
0:00 — Периодическая таблица
2:21 — Откуда взялись самые лёгкие атомы?
6:05 — Какие атомы образуются в ядре Солнца?
7:15 — Откуда берутся более тяжёлые элементы?
8:29 — Откуда берутся элементы тяжелее железа?
10:46 — Как Солнце производит элементы тяжелее железа
12:13 — Как самые тяжёлые элементы образуются в результате термоядерного синтеза нейтронных звёзд
Краткое содержание:
Вскоре после Большого взрыва Вселенная состояла только из самых лёгких элементов: водорода, гелия, лития и некоторых изотопов. Но сегодня на Земле есть элементы, такие же тяжёлые, как калифорний, элемент 98 в таблице Менделеева. Откуда взялись все эти элементы на Земле?
Ядра самых лёгких элементов впервые появились в первые минуты Большого взрыва, когда произошёл нуклеосинтез. Спустя 380 000 лет Вселенная остыла достаточно, чтобы образовались нейтральные звёзды.
Позднее, когда водород сконденсировался в первые звёзды, Вселенная вышла из тёмных веков, и эти звёзды начали светиться. Звёзды светятся благодаря процессу, называемому термоядерным синтезом. В первых звёздах это происходило, когда атомы водорода объединялись в атомы гелия в ядре звёзд, где температура и давление достаточно высоки для начала термоядерного синтеза. В этом процессе выделяется тепло и свет.
Процесс происходит примерно так: всё начинается с 4 атомов водорода. Две пары атомов водорода можно объединить в два атома дейтерия, поскольку два протона могут превращаться в нейтроны. Затем можно заимствовать ещё два протона, чтобы получить два атома гелия-3. Затем они могут слиться, образуя атом гелия-4 и два свободных протона. В этом процессе также выделяется энергия.
Этот процесс синтеза можно продолжать, создавая всё более тяжёлые атомы. Но звёзды, подобные нашему Солнцу, могут продолжать этот процесс до тех пор, пока не будут получены такие элементы, как углерод или азот, поскольку они не могут обеспечить температуру и давление для дальнейшего синтеза.
Но крупные звёзды могут производить элементы вплоть до железа. Железо имеет самую большую энергию связи ядра из всех элементов – у него самое стабильное ядро. Таким образом, процесс синтеза останавливается на железе, и более крупные звёзды также погибают.
Откуда берутся самые тяжёлые элементы, тяжелее железа? Когда умирает очень массивная звезда, она взрывается сверхновой. Элементы тяжелее железа обычно не образуются в ядре звёзд, а формируются в процессе этого взрыва. Экстремальные температуры в сверхновой могут достигать миллиардов градусов. Это стимулирует дополнительный нуклеосинтез элементов тяжелее железа, в результате чего образуются элементы вплоть до циркония, элемента № 40.
Откуда берутся элементы тяжелее циркония? Хотя Солнце не производит элементы значительно тяжелее азота, оно СОДЕРЖИТ более тяжёлые элементы, даже железо, поскольку они присутствовали в исходных газах, из которых оно образовалось. Когда свободные нейтроны сливаются с тяжёлыми элементами, они производят ещё более тяжёлый изотоп элемента. Затем, со временем, из-за слабого ядерного взаимодействия, часть нейтронов превращается в протоны внутри ядра, создавая более тяжёлые элементы. Таким образом, железо превращается в кобальт, затем в никель и так далее, вплоть до висмута, элемента № 83.
Более тяжёлые элементы могут образовываться при слиянии ядер сверхновых, называемых нейтронными звёздами. При слиянии двух нейтронных звёзд может высвобождаться большое количество нейтронов, которые могут поглощаться тяжёлыми атомами. Со временем эти тяжёлые элементы становятся ещё тяжелее, поскольку часть нейтронов преобразуется в протоны. Это может приводить к образованию элементов вплоть до плутония, элемента № 94.
Элементы тяжелее плутония имеют только очень нестабильные изотопы. Поэтому мы обычно находим их только вокруг радиоактивных источников, в очень малых количествах, поскольку такие элементы, как уран, поглощают нейтроны. Эти нейтроны преобразуются, образуя изотопы более тяжёлых элементов.
Остальные 20 самых тяжёлых элементов с 99-го по 118-й в таблице Менделеева являются искусственными. Они не встречаются в природе и крайне нестабильны, иногда сохраняясь лишь доли секунды.
Три элемента – бор, бериллий и немного лития – образуются не в результате ни одного из этих механизмов, а в результате деления под воздействием космических лучей. 98% видимой материи во Вселенной состоит исключительно из водорода и гелия. Остальные 96 природных элементов с...
Информация по комментариям в разработке