Книга Бытия. Общая история происхождения - [35]

В сердце звезды

На излете первой минуты на каждый нейтрон все еще приходится по семь протонов, а плотность энергии уже упала до такой степени, что протоны с нейтронами начали сливаться друг с другом, образуя ядра самых легких элементов.

Это принципиальный момент, так как уровни плотности энергии и температуры теперь примерно соответствуют уровням плотности энергии и температуры в звездах. Протоны и нейтроны, сталкиваясь с высокими энергиями, могут вступать в реакции с образованием связанных состояний благодаря сильному взаимодействию. Когда протон сливается с нейтроном, возникает ядро дейтерия; если два ядра дейтерия сливаются друг с другом, рождается первое ядро гелия. Этот легкий элемент, ядро которого состоит из двух протонов и двух нейтронов, получил свое имя от греческого бога солнца; и в самом деле – весь водород, питающий эту гигантскую ядерную печь, рано или поздно кончит тем, что превратится в гелий.

Чтобы возникло ядро гелия, надо слить вместе два ядра дейтерия. Этот процесс идет с большой легкостью: ядро с четырьмя нуклонами внутри исключительно стабильно, потому что в нем на каждый компонент приходится наибольшая энергия связи. Все остающиеся свободными нейтроны включаются в эту кадриль[21] и выбывают из игры. По этой причине масса ядер гелия достигает почти 25 % от общей массы. Остальные 75 % приходятся на протоны, остающиеся “холостыми” и готовые трансформироваться в атомы водорода, как только обстоятельства это позволят; попутно то тут, то там образуются более тяжелые ядра лития и бериллия.

На формирование всех первичных ядер во Вселенной понадобилось всего три минуты. После этого момента ни температуры, ни плотности уже не будет хватать на поддержание ядерных реакций. Оно и к лучшему, так как, если бы процесс продолжился, Вселенная израсходовала бы слишком много водорода на формирование более тяжелых элементов. Продлись он всего десять минут, никакого водорода не осталось бы вообще.

Распространенность гелия во Вселенной – это еще одно подтверждение теории Большого взрыва. Этот элемент образуется также в сердце звезд, но без первичного гелия по счетам было бы не расплатиться. Даже всех звезд во Вселенной, сжигающих водород уже почти четырнадцать миллиардов лет, не хватило бы, чтобы произвести столько гелия, сколько мы наблюдаем.

Так что созданные ядра уже больше не изменяются на протяжении миллиардов лет, образуя даже сегодня большую часть существующих ядер. К ним добавятся, много позже, ядра тяжелых элементов периодической таблицы, которые родятся в гигантских ядерных печах наиболее массивных звезд.

Теоретические расчеты показывают, что, если бы разница масс нейтрона и протона была чуть больше, последствия были бы ужасными. Чистое ничто, взмах крыльев бабочки, уже повлекло бы за собой череду катастроф. Разница в массах существенно изменила бы пропорцию между количеством нейтронов и протонов, и в результате мы получили бы значительно больше гелия и меньше водорода. И тогда не было бы избытка водорода для запуска ядерных реакций в звездах. Вселенная навсегда бы осталась пустынной темной бездной. Унылой и скучной. Без звезд не образовались бы тяжелые элементы, не из чего было бы создавать каменистые планеты, и тогда не могли бы возникнуть условия для развития элементарных форм жизни, из которых однажды мог бы появиться некто, способный задуматься о величии всего вокруг.

Но всего этого в нашей Вселенной, к счастью, не случилось. Канатоходец продолжил свой бег по канату; в каждое мгновение казалось, что он вот-вот свалится либо туда, либо сюда, публика с замиранием сердца следила за ним, с ужасом ожидая неминуемой трагедии. Но тот каждый раз восстанавливал равновесие и закончил свое шоу под гром аплодисментов.

Потребуется еще много времени, прежде чем энергия упадет достаточно для формирования первых атомов водорода. Придется дождаться момента, когда температура Вселенной будет достаточно низкой для того, чтобы не рвать каждый раз электромагнитную связь, позволяющую электронам оставаться на орбиталях вблизи протонов в ядрах. Но к концу третьего дня прогресс был достигнут уже очень значительный. А от начала сей великой авантюры прошло всего три минуты.

День 4 И свет наконец-то стал

Прошли первые минуты, и ритм сменился – резко и совершенно неожиданно. Лихорадочная череда трансформаций, сотрясавших Вселенную, вдруг прекратилась, все замедлилось почти до полной остановки, эволюция стала такой медленной, что могла бы показаться изнурительной. Мы только-только пришли в себя от бурного crescendo in prestissimo, с которого симфония началась, и приготовились было к более размеренному и духоподъемному продолжению, как тут все съехало к larghissimo, которое, кажется, ничем не закончится.

Все процессы стали бесконечно медленными, а эпохи безмерно растянулись. Чтобы пронаблюдать за наиболее важными трансформациями, надо запастить немалым терпением. После образования ядер наиболее легких элементов на протяжении сотен миллионов лет не происходит ничего важного. Лишь только пространство продолжает растягиваться и охлаждаться.