Метеориты. Космические камни, создавшие наш мир

Несущие в себе гигантскую энергию колоссального первичного взрыва, протоны и нейтроны какое-то время оставались независимыми, непрерывно соударяясь и отскакивая друг от друга в сложном танце субатомных столкновений. Но по мере того, как Вселенная расширялась и остывала, ударные взаимодействия между протонами и нейтронами ослабевали, и ядерные силы начали связывать их друг с другом. И через несколько минут ядерные частицы стали объединяться, образуя новую форму вещества. Появился элемент номер два – гелий.

За пятнадцать минут после Большого взрыва расширяющаяся Вселенная остыла в 100 миллионов миллионов миллиардов раз. Ядерные реакции между протонами и нейтронами прекратились, а с ними и создание новых элементов. На этот момент химический состав Вселенной установился в пропорции «три четверти водорода и одна четверть гелия» (с несущественно малой добавкой лития). Таким он и оставался еще 200 миллионов лет. Если бы в те времена кто-нибудь составил Периодическую таблицу элементов, в ней было бы всего две клетки. Поначалу водород и гелий существовали в виде газовых волокон, заполняющих новорожденную Вселенную, настолько разреженных, что их едва ли можно было бы вообще заметить. Повсюду было холодно и абсолютно темно – ведь никаких звезд еще не возникло. Свету и теплу неоткуда было взяться.

По прошествии 200 миллионов лет газовые уплотнения, состоящие из водорода и гелия, начали сбиваться в облака. Вещество в первых туманностях накапливалось медленно. Внутри них не было звезд, и поэтому первоначальные туманности не светились, как сейчас. Но зародыши маленьких звезд уже появились. Скопления газа под действием собственного тяготения начинали коллапсировать – сжиматься к центру; в них образовывались плотные шары, окруженные вращающимися дисками из газовых волокон. В центрах этих шаров температура и давление достигали таких огромных значений, что там запускались реакции слияния атомных ядер – гигантские газовые сферы начинали светиться. Так родились первые звезды. Вселенная наполнилась светом. Закончилась долгая эпоха тьмы и началась эра звездного света.

А в газовых дисках вокруг первых звезд стали конденсироваться первые планетные системы. Однако древние солнечные системы были мало похожи на систему планет, в которой мы живем. Ведь во всей Вселенной пока было только два элемента – водород и гелий, и в протопланетных дисках при их остывании не могло образоваться никакой пыли. Конденсация минералов «от газа к пыли» была невозможна. Химии во Вселенной пока не существовало, не могло быть и камней. Первые планеты были чисто газовыми.

Но все медленно менялось.

Космические тигли

Наше Солнце – звезда средних размеров. И все же она весит ни больше ни меньше, как два миллиона миллиардов миллиардов миллиардов килограммов. При таких массах гравитационные поля звезд приобретают колоссальную силу, и вес огромного количества водорода и гелия, из которых состоит звезда, приводит к тому, что в центрах звезд давление и температура достигают поистине астрономических значений. Здесь, в ядрах звезд, атомы водорода соединяются, образуя гелий в результате цепочки ядерных реакций. И за миллиарды лет элемент номер один постепенно переплавляется в элемент номер два.

При этих реакциях выделяются огромные количества энергии. Итак, причина свечения звезд – создание новых элементов. Именно поэтому Земля купается в теплом солнечном сиянии, а не осталась холодным мертвым миром. Солнце – ядерный реактор, дающий жизнь.

По мере того как водород в ядре звезды медленно расходуется, накопившийся гелий начинает тормозить реакции слияния ядер – как пепел и зола мешают гореть костру. В конце концов, водородное «топливо» заканчивается, и реакция ядерного горения прекращается. Генератор звездной энергии на короткое время «глохнет», и звезда, неспособная сдерживать гравитационный напор собственной массы, сжимается.

Свежий водород из внешних слоев звезды поступает в окрестности ее заполненного гелием ядра и, будто сухой хворост, сваленный на тлеющие угли, вновь загорается. Теперь звезда состоит из раскаленного гелиевого ядра, окутанного пылающей оболочкой водорода, в которой идет термоядерное горение. Не производящее больше энергии ядро сжимается еще сильнее, и температура в нем растет. Внешние слои звезды под действием мощных тепловых потоков, идущих из ее глубины, начинают расширяться в окружающее пространство, и звезда раздувается до размеров, в сотню раз превышающих первоначальные.

Такая судьба ждет наше Солнце. Примерно через пять миллиардов лет оно израсходует все водородное топливо в своем ядре и раздуется, заполнив собой всю нынешнюю внутреннюю Солнечную систему. Внутри него окажутся Меркурий, Венера, и даже Земля.