Nukleosinteza

We are all stardust! Comets, planets, and even life, would be impossible without supernovae remanants.

Model Velikog praska predviđa da je nukleosinteza (proces nastanka elemenata) počela približno 100 sekundi posle Velikog praska. Pri ogromnim temperaturama i pritiscima reakcija nuklearne fuzije je transformisala vodonik u helijum.

Kako se prostor širio, temperatura je opala ispod praga potrebnog za održavanje fuzije, tako da je nukleosinteza trajala samo oko 3 minute. Trećina atomskog vodonika je bila pretvorena u helujum-4 i elementi teži od litijuma nisu bili sintetizovani.

Formiranje lakih i teških elemenata


Kliknite na "Play" da bi ste videli kako nastaju jezgra vodonika i helijuma u procesu fuzije.

Grafik prikazuje zastupljenost najlakših elemenata tokom prva tri sata posle Velikog praska. Primećuje se da na višim temperaturama postoje samo slobodni protoni i neutroni. Kako se Univerzum hladio formiran je deuterijum, (1H2) i helijum-4 (2He4), što je dovelo do smanjenja broja slobodnih protona i neutrona. Stvorene su i male količine berilijuma i litijuma na nižim temperaturama. Nukleosinteza je završena posle t=103 sekundi i potom su odnosi elemenata ostali konstantni.

Relative elemental abundance in the Universe
Relativan odnos različitih elemenata posle Velikog praska.

Upravo smo videli kako je u Univerzumu sintetizovana većina vodonika i helijuma posle Velikog praska. Ali zašto su formirana samo ova četiri ekstremno laka jezgra. Zato što su fuzioni proizvodi sa 5 do 8 nukleona vrlo nestabilni, kao što pokazuje ova animacija u slučaju berilijuma-8 (koji se raspada odmah nakon formiranja).


Kliknite "Play" da biste videli kako su sintetizovani teži elementi.

U ranom Univerzumu postojali su dovoljno dugo pogodni uslovi samo za sintezu dva elementa: vodonika i helijuma. Teški elementi su bili proizvedeni kasnije produženim fuzionim procesima unutar zvezda i potom rasejani širom Univerzuma eksplozijom supernovih. Nastali materijal je predstavljao osnovu za formiranje kometa, planeta, pa čak i svih živih bića na Zemlji.