Как из первичного водорода получились все элементы таблицы Менделеева? Почему железо — последний элемент, который синтезируется в звёздах с выделением энергии, а всё более тяжёлое — уже нет? И как радиоактивный алюминий-26 определил раннюю историю Солнечной системы?
В этой лекции — рассказ о происхождении химических элементов: от философии древних греков до современной теории звёздного нуклеосинтеза.
Вы узнаете:
- как менялись представления о «первоэлементах» — от четырёх стихий до периодического закона Менделеева;
- почему атомы одного элемента могут иметь разную массу (изотопы) — и как это меняет их космическую судьбу;
- как после Большого взрыва из протонов и нейтронов успели образоваться только водород, гелий и немного лития — и почему барьеры на массах 5 и 8 остановили первичный нуклеосинтез;
- почему Земля богата железом, а Солнце — водородом, и что это говорит о происхождении элементов;
- как в недрах звёзд водород превращается в гелий (протон-протонный цикл и CNO-цикл) — и почему для этого нужны миллионы градусов;
- как тройной альфа-процесс создаёт углерод и кислород — те самые элементы, из которых состоим мы и которым дышим;
- как конвекция выносит синтезированные элементы на поверхность звёзд — и что мы можем увидеть в спектрах;
- почему алюминий-26 — радиоактивный изотоп с периодом полураспада 700 тысяч лет — разогревал астероиды и привёл к образованию железных метеоритов;
- как умирают массивные звёзды: взрыв сверхновой, образование нейтронной звезды и быстрый захват нейтронов (r-процесс), создающий самые тяжёлые элементы — от золота до урана;
- чем отличаются сверхновые с коллапсом ядра от термоядерных взрывов белых карликов (и почему последние — главные поставщики железа во Вселенной);
- как слияния нейтронных звёзд производят золото и другие элементы r-процесса — и почему в новостях пишут про золото, хотя видят теллур;
- откуда берутся литий, бериллий и бор — единственные элементы, которые синтезируются не в звёздах, а в межзвёздной среде при столкновениях космических лучей.
Лекция — о том, как 14 миллиардов лет эволюции превратили первичный водород в сложное многообразие элементов, из которых состоят планеты, звёзды и мы сами. И о том, как изучение изотопов помогает заглянуть в самые ранние этапы существования Солнечной системы.
Смотреть на Youtube:
- «Химическая эволюция вселенной» (от 06.08.2021)
