Yıldızlar "element üreten makinelerdir", neden hidrojen yapamıyorlar? Temel malzemeleri yapmak çok zor
Yıldızlar, evrendeki "element yapıcı" dır Periyodik tablodaki elementlerin çoğu, hidrojen dışında yıldızlar tarafından yapılmıştır.
Yıldızların büyük çoğunluğu yeni oluştuklarında hidrojendir. Hidrojen genellikle yıldız kütlesinin yaklaşık% 90'ını ve helyum yaklaşık% 8'ini oluşturur.Bu oran aynı zamanda evrendeki hidrojen ve helyum oranına da yakındır. Ancak yıldız oluştuktan sonra nükleer füzyon yoluyla hidrojenden başka başka elementler üretmeye başlar Hidrojen önce helyuma, sonra da lityum, berilyum, bor, karbon, nitrojen, oksijen ve diğer elementlerle kaynaşır. Ne kadar küçük olursa, birleştirilebilecek eleman katmanlarının sayısı daha azdır ve kütle ne kadar büyükse, dönüştürülebilecek elemanların sayısı o kadar fazla olur.
Örneğin, güneşimizin genellikle yalnızca karbon ve oksijen aşamasına kaynaşabildiği kabul edilir, ancak güneşin kütlesinin 8 katından fazlasına eşdeğer büyük yıldızlar demir aşamasına kaynaşabilir. Ancak yıldızın içinde demir element kaynaşınca yıldızın ömrü sona erdi.
Bunun nedeni, bir yıldızın içinde füzyon yoluyla demir üretildiğinde, yıldızın füzyon sürecinin artık enerji salmaması, enerjiyi emmeye başlamasıdır, çünkü demirden önceki elementler füzyon üretildiğinde enerjiyi serbest bırakabilir, ancak demir üretim süreci. Ancak enerjiyi emmesi gerekir, bu nedenle yıldızın içinde demir element üretildiğinde, o anda yıldızın içinde artık enerji salınmaz ve füzyon tarafından üretilen dışarıya doğru radyasyon basıncı kaybolur ve yıldızların hepsi olur. Büyük gök cisimlerinin devasa kütleçekimsel potansiyel enerjisi vardır. Bu nedenle, dışarıya doğru radyasyon basıncı ortadan kalktığında, büyük dış madde kütlesi kütleçekim kuvveti altında hızla çekirdeğe doğru sıkışacak ve merkezi maddeyi bir nötron yıldızına çarpacak . Bu, yıldızların süpernova patlaması olgusudur.
Bir süpernovanın patlama süresi çok kısadır, ancak şu anda yıldızın şiddetli yıldız faaliyeti, yaşamının nükleer füzyonunun düzinelerce katı olan enerjiyi açığa çıkarabilir. Bu devasa enerji, demir elementinin daha fazla füzyonunu sağlayabilir ve sonra Demir elementinin oluşturduğu elementler daha fazla füzyon vb. Böylece süpernova patlaması anında onlarca element oluşturulabilir.Örneğin altın gibi değerli metaller de bu anda oluşturulabilir.
Ek olarak, nötron yıldızı çarpışmaları büyük miktarda ağır metal elementler de üretebilir.Bir süpernova patladığında, vücut 150 milyar k'lik yüksek bir sıcaklık oluşturabilir ve bir nötron yıldızı çarpışması yaklaşık 300 milyar k'lik yüksek bir sıcaklık oluşturabilir.Bu nedenle, bir nötron yıldızı çarpışması daha ağır elementler oluşturabilir.
Evrendeki çoğu elementin doğuşu temelde yukarıdaki yıldızların evrimine dayanır. Ancak hidrojende durum böyle değil, Büyük Patlama'dan kısa süre sonra oluştu.
Atomların elektron, proton ve nötronlardan oluştuğunu, proton ve nötronların kuarklardan oluştuğunu biliyoruz.Bu temel parçacıkların üretimi son derece yüksek sıcaklıklar gerektirir.Örneğin, bir elektron üretmek için gereken eşik sıcaklığı yaklaşık 6 milyar. Bununla birlikte, bir proton üretmek için gereken eşik sıcaklığı yaklaşık 10 trilyon derecedir. Bu nedenle, bir yıldızın içinde nükleer füzyon sırasında bu temel parçacıkları üretmek imkansızdır.Süpernova patlaması ve nötron yıldızı çarpışmasının sıcaklığı bile proton üretmek için yeterli değildir ve hidrojen protonlardan veya elektronlardan ayrılamaz Açıkçası yıldızların ve süpernovaların evrim süreci Patlamalar ve nötron yıldızı çarpışmaları, proton ve diğer temel parçacıkları üretmek için yeterli değildir.Bu element materyallerini yapmak çok zordur ve gerekli sıcaklık çok yüksektir, bu nedenle yıldızlar hidrojenin en basit elementini oluşturamaz (nötron yıldızı çarpışmaları nötron bozunması yoluyla sağlanabilir. Az miktarda hidrojen üretin).
O zaman evrende temel parçacıkları oluşturabilen ve hidrojeni yaratabilen tek şey Büyük Patlamadır.Büyük Patlamanın başlangıcındaki sıcaklık, temel parçacıkların ürettiği sıcaklıktan çok daha yüksek olan 140 milyon milyon milyon K'ye kadar ulaşabilir ve evrende soğur. İşlem sırasında, temel parçacıklar üretilir ve ardından hidrojen üretilir ve helyumun bir kısmı da üretilir.Evrendeki ikisinin oranı yaklaşık% 99'dur ve lityum ve berilyum gibi başka elementler de olabilir, ancak İçerik nispeten küçük.
Evrenin doğuşu ve hidrojen üretimi boyunca hidrojen, yıldızlar oluşturur ve yıldızlar çeşitli elementler yaratır. Dünyadaki her şeyi fiziksel ve kimyasal etkileşimlerle çeşitli elementler oluşturur. Bu süreçte Lao Tzunun "Tao bir, bir hayat iki, iki üç üretir "Her şeyin üç doğumu" gerçekten oldukça tutarlıdır.
