Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Почему во Вселенной больше всего лёгких элементов, а более тяжёлые встречаются всё реже?

ФизикаХимия+2
Анонимный вопрос
Физика
  · 4,2 K
Физик-экспериментатор  · 13 февр 2022
  1. Первым веществом во Вселенной был водород. (Просто утверждаю как факт. В подробностях, почему это так, я не силен. Надо же с чего-то начинать.)
  2. Затем водородные облака под действием гравитации сгустились и достигли высоких температур и плотностей, и образовались первые звёзды.
  3. В ядрах звёзд при высокой температуре и плотности происходит процесс синтеза более тяжёлых ядер в результате слияния более лёгких.
  4. Так из водорода образуются более тяжёлые элементы. Сначала из водорода получается гелий. Из гелия - берилий и литий. Из берилия - бор. А затем углерод, азот, кислород и т.д.
  5. По мере образования все более тяжёлых ядер растет и удельная энергия связи в ядре на нуклон.
  6. Это означает, что в каждом акте слияния лёгких ядер выделяются излишки ядерной энергии связи. Эта энергия - и есть источник света звёзд. Солнечный свет - это излучённые в виде фотонов излишки энергии связи.
  7. Но синтез ядер продолжается не до бесконечности, а только до ядер железа, кобальта, никеля, у которых энергия связи на нуклон максимальна. Поэтому дальше синтез ядер сам по себе уже не идёт.
  8. При синтезе более тяжёлых ядер энергия не выделяется, а наоборот, необходимо затратить некоторое количество энергии, чтобы синтезировать, например, ядро вольфрама. То есть далее удельная энергия связи на нуклон только уменьшается с ростом номера элемента.
  9. Именно поэтому в атомном реакторе используется реакция деления тяжёлых ядер урана на более лёгкие. При делении тяжёлых ядер энергия связи на нуклон также растёт, а излишки энергии связи выделяются в виде тепла.
  10. Легко понять, почему лёгкие ядра имеют тенденцию сливаться, а тяжёлые - делиться, если вооружиться так называемой капельной моделью ядра.
  11. Согласно капельной модели ядро ведёт себя подобно капле воды. Когда капля мала, то она охотно к себе присоединяет другие малые капли. Когда капля достигла достаточно крупных размеров, то она может как присоединять, так и отделять от себя более мелкие капли. Совсем большая капля от малейшего воздействия распадается на несколько капель поменьше, так же как ядро урана распадается от попадании в него медленного нейтрона.
  12. Как же все эти элементы из звёзд попали к нам на землю?
  13. Когда звезда прошла все стадии горения, и дошла до железа, кобальта и никеля, то она может (при определенных условиях) взорваться как сверхновая. (Да-да. Сверхновая - означает конец жизненного цикла звезды)
  14. При взрыве сверхновой вещество звезды разлетается вокруг на астрономические расстояния и может войти в состав вторичных звезд. И из него же образуются планеты, астероиды и кометы.
  15. А кроме того, в процессе взрыва создаётся огромное давление, необходимое для синтеза самых тяжёлых ядер таких как свинец, висмут, золото, платина, паладий, уран, торий, технеций и т.п.
  16. Теперь вы понимаете, почему драгоценные металлы - драгоценные? Кроме того что они красивые, они образовались в результате цепочки редких событий. На их создание ушли миллиарды лет и чаще всего не одно поколение звёзд.
  17. В общих словах, чем тяжелее ядро, тем меньше вероятность такой ядерной реакции, в которой оно образуется, потому что сначала должны были образоваться все предыдущие ядра. Каждая следующая реакция в цепочке ядерных превращений менее вероятна, чем предыдущая.
1 эксперт согласен
Недостоверно, однако: > Первым веществом во Вселенной был водород. (Просто утверждаю как факт. В подробностях... Читать дальше