Виктор Стенджер - Бог и Мультивселенная. Расширенное понятие космоса

Этот график не опирается на старые данные и теории, на нем представлена последняя информация на момент написания этой книги, когда появились результаты исследований микроволнового анизотропного зонда Уилкинсона (WMAP), существенно дополнившие предыдущие данные {203} 203 Spergel D. К., Bean R., Dore О., Nolta M. R., Bennett С. L., Dunkley J., Hinshaw G., Jarosik N., Komatsu E. and Page L. Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Three Year Results: Implications for Cosmology // Astrophysical Journal Suppl. 170,2007:377, preprint at http://arxiv.org/abs/astroph/06 03449 (accessed February 16, 2013); Cyburt Richard H., Fields Brian D. and Olive Keith A. Primordial Nucleosynthesis in Light of WMAP // Physics Letters B567, 2003:227–34, preprint at http://arxiv.org/abs/astro-ph/0302431v2 (accessed February 16, 2013). . На подходе еще более точные результаты наблюдений, выполненные космической обсерваторией «Планк», однако данных, полученных WMAP, вполне достаточно для наших целей.

Здесь указана зависимость распространенности ядер химических элементов от Ω Bh 2, где h — безразмерный множитель, который вводит поправку на возможные изменения эмпирического значения постоянной Хаббла H 0 (не следует путать здесь h с постоянной Планка). Итак, космологи считают Н 0 = 100h километров в секунду на мегапарсек. По последней оценке h = 0,71.

Оценить первичную распространенность элементов нелегко. Ученым приходится опираться на значения, измеренные для современной Вселенной, а затем вычислять, какая доля приходится на первичные элементы.

Не 4также образуется в звездах в ходе первичной реакции ядерного синтеза, протекающей в их недрах, однако он выходит наружу только тогда, когда они взрываются сверхновыми, а это происходит только с самыми тяжелыми звездами. Не 4можно наблюдать в горячем ионизированном газе в других галактиках и так называемых звездах с низкой металличностью, при этом металлом считается любой элемент после гелия, то есть такие звезды, вероятнее всего, состоят преимущественно из первичного вещества.

Все еще существуют некоторые разногласия относительно точного соотношения Не 4и протонов, однако расчеты становятся все более точными {204} 204 Olive Keith and Shllman Evan D. A Realistic Determination of the Error on the Primordial Helium Abundance: Stepstoward Non-Parametric Nebular Helium Abundances // Astrophysical Journal, 617,2004:29–49. . На самом деле, как и в случае упомянутого ранее ограничения, которое космология накладывает на количество типов нейтрино, распространенность гелия также прочно связана с точным временем жизни нейтронов, так что тут мы снова видим, как важна субатомная физика для космологии и наоборот {205} 205 Matthews J. G., Kajino T. and Shima T. Big Bang Nucleosynthesis with a New Neutron Lifetime // Physical Review, D 71,2005. .

Дейтерий, Н 2, имеет очень нестойкое ядро, состоящее из протона и нейтрона. Оно легко разрушается в ходе ряда астрофизических процессов. Последняя оценка его первичной распространенности основана на наблюдении линий поглощения в очень далеких межгалактических облаках, где его источником являются квазары.

Li 7образуется и разрушается в звездах. Его первичную распространенность оценили на основании его распространенности в атмосферах самых старых звезд в гало нашей Галактики, которые, как считается, еще не сильно истощили свои запасы лития.

Первичный Н 2превращается в звездах в Не 3, однако данные измерений говорят о том, что их суммарная распространенность примерно постоянна. Поэтому распространенность Не 3вычисляют, вычитая из этой суммы распространенность Н 2, оцененную другим способом.

Как можно увидеть на рис. 10.4, модель первичного нуклеосинтеза в значительной степени согласуется с данными наблюдений. Первичная распространенность ядер четырех элементов рассчитана точно на основании единственного параметра — барионной плотности. Все ядра, кроме Не 4, сильно зависят от этого параметра, хотя точные значения их распространенности рассчитаны математически. Все пять значений полностью соответствуют данным наблюдений.

Благодаря Дэвиду Шрамму, а также его студентам и коллегам модель Большого взрыва прочно укрепилась, подтвержденная этими данными. Ни одна из альтернативных теорий, которыми еще бросаются некоторые ученые, и близко не подошла к такому результату. На самом деле они даже не представляют, как это можно сделать. Давайте посмотрим правде в глаза. Большой взрыв произошел.