Нил Тайсон - Астрофизика начинающим - как понять Вселенную

Из земной коры, ответил он.

Ясное дело. Конечно, они попали в школьную лабораторию именно оттуда. Но мне этого ответа было недостаточно. Я хотел знать, как эти элементы оказались в земной коре

Да, я был еще тот ребенок [5] И до сих пор таким остался. , и я догадывался, что ответ будет астрономическим. Элементы должны были образоваться в космосе. Но надо ли знать всю историю Вселенной, чтобы ответить на этот вопрос?

Да, надо.

Обычное вещество состоит из протонов, нейтронов и электронов. Протоны и нейтроны сбиваются в плотную кучку – ядро. Электроны крутятся по орбитам вокруг ядра. Все вместе и есть то, что мы называем атомом. Элемент – это один или больше атомов одного и того же вида, с одним и тем же количеством частиц. Самый простой элемент – водород. Он состоит из одного протона и одного электрона. Один или несколько водородных атомов вместе – это и есть элемент водород.

Водород является одним из всего трех встречающихся в природе элементов – то есть тех, что мы не получаем в лаборатории или при экспериментах, – которые образовались при Большом взрыве. Все остальные сформировались в раскаленных недрах звезд и при звездных взрывах. Периодическая таблица, этакий путеводитель по элементам – очень важное научное достижение. И все-таки то и дело даже ученый не может не думать о ней как о каком-то зоопарке, состоящем из невероятно странных, причудливых, уникальных животных, как будто выдуманных доктором Зойссом [6] Доктор Зойсс (или Сьюз – Dr. Seuss, 1904–1991) – популярный американский детский писатель и мультипликатор. – Прим. пер. . Их необычным свойствам и проявлениям нет конца.

Вот натрий, ядовитый металл, который можно резать ножом, как масло. А в другом месте таблицы – хлор, зловонный, смертельно опасный газ. Периодическая таблица показывает, что эти два смертоносных элемента могут соединяться в одну молекулу. Сама эта идея кажется кошмаром. Но, соединив их вместе, вы получаете хлористый натрий – обыкновенную столовую соль.

А водород и кислород? Первый – это взрывчатый газ. Второй помогает веществам гореть. Направьте струю кислорода на пламя – оно ярко вспыхнет. Но периодическая таблица снова показывает, что они могут соединяться. И когда вы объединяете водород с кислородом, получается просто вода, которая гасит любой огонь.

Периодическая таблица полна чудес. Какой элемент ни возьми, у каждого есть странные, фантастические свойства. Но, как вы уже, должно быть, поняли, меня больше интересуют звезды. Так что позвольте мне предложить вам экскурсию по периодической таблице с точки зрения астрофизика.

Водород, самый легкий и простой из элементов, целиком образовался во время Большого взрыва. Он решительно преобладает над всеми 94 элементами, которые мы находим в природе. Из каждых трех атомов человеческого тела два – атомы водорода.

Девять десятых всех атомов во Вселенной – атомы водорода. В раскаленном огненном ядре Солнца каждую секунду сталкивается 4,5 миллиарда тонн быстро движущихся водородных атомов. Эти столкновения и обеспечивают энергию свечения Солнца.

Гелий должен быть вам знаком по дням рождения – им надувают шарики. Гелий почти такой же легкий и летучий, как водород. Но водород, как я уже говорил, страшно легко взрывается. Шарики, наполненные водородом, использовать на детском дне рождения никто бы не позволил.

Стоило бы поднести такой шарик к свечке на торте – и некому было бы получать подарки. Поэтому мы надуваем шарики гелием, потом всасываем в себя этот газ и начинаем пищать голосом Микки Мауса.

Гелий – второй по простоте и по распространенности во Вселенной элемент. Как и водород, гелий появился при Большом взрыве. Но он образуется и в звездах. Его, конечно, гораздо меньше, чем водорода, но все-таки вчетверо больше, чем всех остальных элементов во Вселенной, вместе взятых.

С тремя протонами в ядре, литий – третий по простоте элемент во Вселенной. Как водород и гелий, литий образовался при Большом взрыве. Теперь именно литий помогает ученым удостовериться, что теория Большого взрыва правильна. Ведь в соответствии с этой моделью в любой части Вселенной не более чем один из каждых ста атомов должен быть атомом лития.