 |
Астронет: Patricia Schwarz/CalTech Перевод "Официального Сайта Теории Суперструн" http://variable-stars.ru/db/msg/1199352/cosmo/bb05.html |
<< Объединение кварков и глюонов | Оглавление
| Из протонов и нейтронов образуются ядра >>
Фиксируется отношение протонов к нейтронам
Время: 1 сек.
Вплоть до этой эпохи, протоны и нейтроны во Вселенной легко переходили друг в друга путем испускания или поглощения нейтрино, антинейтрино,
электронов или позитронов. Однако Вселенная продолжала расширяться и охлаждаться, так что со временем этот процесс шел все медленнее и
медленнее, и в конце концов он практически становился, и при этом оказалось, что на каждый нейтрон приходится в среднем по семь протонов.
Как такое могло произойти ? Физики-элементарщики уже давно установили, что нейтрон нестабилен, он распадается на протон, электрон и
электронное антинейтрино. Протон же ни на что не распадается (это проиллюстрировано на анимации выше). Но если мы сделаем так, что в
протон ударится электронное антинейтрино очень высокой энергии, то мы получим нейтрон и позитрон (анти-электрон). А если мы ударим
протон электроном, то получим нейтрон и электронное нейтрино. Таким образом, нейтрон довольно легко переходит в протон, а обратный процесс
требует дополнительной энергии и столкновений.
Пока Вселенная была достаточно горячей и плотной, в ней было достаточно много электронов и позитронов, чтобы взаимодействовать с протонами
и "делать" из них нейтроны, чтобы поддерживать примерно равное число протонов и нейтронов.
Но Вселенная расширялась и охлаждалась, и средний уровень энергии частиц уменьшался, что привело к уменьшению частоты столкновений
протонов с нейтрино и, следовательно, уменьшению "производства" нейтронов. Нейтрино и антинейтрино отделились от всего остального
вещества и излучения, и взаимодействие между нейтрино и другими частицами практически прекратилось, что сыграло важную роль для динамики
Вселенной.
Итак, протоны больше не переходили в нейтроны, но нейтроны продолжали спонтанно распадаться в протоны. Таким образом на настоящий
момент протонов примерно в семь раз больше, чем нейтронов.
Чтобы "сделать" ядро водорода, нужен только один протон и не нужны нейтроны. Чтобы "сделать" ядро гелия, нужны два протона и два нейтрона.
Таким образом, прямым следствием преобладания протонов над нейтронами должно быть преобладание водорода над гелием, что и наблюдается
в современной Вселенной. Это дает нам некоторую уверенность в правильности теории Большого Взрыва как теории, которая описывает раннюю
расширяющуюся Вселенную.
<< Объединение кварков и глюонов | Оглавление
| Из протонов и нейтронов образуются ядра >>