Объединение протонов и нейтронов (нуклонов) в составные ядра атомовпротекает с участием ядерных сил, радиус действия которых не превышает 10-13см.Для сближения нуклонов на такие расстояния необходимо по крайней меревыполнения двух условий: свободные нуклоны должны обладать энергией,позволяющей им сблизится до указанных расстояний; их энергия не должна при этомпревышать энергию нуклонов в ядре, иначе объединение не сможет устойчивосуществовать. Поэтому нуклеосинтез может протекать в интервале температур сверхней границей порядка 1 млрд., градусов. В условиях вселенной на этапенуклеосинтеза образование составных ядер возможно только на соединения протоновс нейтронами. Соединение протона с нейтроном создает ядро дейтерия, с двумянейтронами – ядро трития (изотопы водорода). В основе объединения двух ибольшего числа протонов лежит процесс нерезонансного захвата нейтрона протоном.В таком процессе захваченный нейтрон распадается на протон, электрон иантинейтрино и образуется устойчивое ядро к которому присоединяется еще 1 или 2нейтрона и т.д. Однако в этом случае элементы с атомной массой 5 и 8оказываются неустойчивыми и распадаются. Явл., наз., “щелью массы”. Такимобразом нуклеосинтез в начальной фазе развития вселенной не образоватьнаблюдаемого в сегодняшней многообразия химических элементов, поэтому егоназвали первичным нуклеосинтезом.
Реликтовое излучение: К моменту времени, когда радиус вселенной достигоколо 100 млн., парсек (3,3 светового года; 1016 м), а плотностьснизилась до 10-22 г/см3, t = 3000 К. В этих условиях электроны получиливозможность прочно соединятся с ядрами, образуя устойчивые атомы водорода игелия. Свободные электроны быстро исчезли, результате быстро прекратилось ихвзаимодействие с фотонами и барионное вещество (атомы водорода, гелия и ихизотопы) вселенной стало прозрачным. Излучение отделилось от атомарного иобразовало то, что в нашу эпоху назвали реликтовым излучением. В своейструктуре реликтовое излучение сохранило “память” о структуру барионноговещества в момент разделения. В наши дни температура Р. и. Составляет около 3К, что соответствует равновесному излучению абсолютно черного тела на длинахволн в области от 10 до 0,05 см. Реликтовое излучение обнаруженоэкспериментально в 1964 г. Оно подтверждает горячие происхождение вселенной. Вчастности оно подтверждает, что к моменту протекания рекомбинации (соединениеэлектронов с ядрами) барионное вещество во вселенной распределялосьисключительно однородно и изотропно.
Разбеганиегалактик. Возраст метагалактики. Космологический горизонт. Масштабы вселенной.
Вселенная– это весь существующий материальный мир, безграничный во времени и пространствеи бесконечно разнообразный по формам, которые принимает материя в процессесвоего развития. Часть вселенной, охваченная астрономическими наблюдениями,называется Метагалактикой, или нашей вселенной. Размерыметагалактики очень велики: радиус космологического горизонта составляет15-20 млрд., световых лет. В метагалактике пространство заполнено чрезвычайноразреженным межгалактическим газом и пронизывается межгалактическими лучами. Внем существуют гравитационные и электромагнитные поля и т.д. Расстояние междунашей галактикой и другими галактиками непрерывно увеличивается, происходитвзаимное удаление всех галактик (спиральные, эллиптические, неправильные). Самаметагалактика нестационарна. Возраст метагалактики 1,5*1010лет. Закон Хабла: чем дальше от нас галактики, тем с большей скоростью ониудаляются.
Строение и эволюция вселенной изучается космологией.Космология – один из трех разделов естествознания, которые по своему существувсегда находятся на стыке наук. Космология использует достижения и методыфизики, математики, философии. Предмет космологии – весь окружающий насмегамир, вся “большая вселенная”, и задача ее состоит в описании наиболее общихсвойств, строения и эволюции вселенной. Выводы космологии имеют большемировоззренческое значение.