Глава II. Образование химических элементов
В настоящее время в научном мире доминирует теория рождения Вселенной в результате Большого Взрыва. До него она была сжатой до точки, так называемым ничто, с колоссальной плотностью. В этом ничто шли процессы, которые довели его до определенного состояния и оно взорвалось. После Большого Взрыва началось поэтапное рождение, становление и функционирование Вселенной по следующему сценарию.
Первой после Большого Взрыва считается Планковская эпоха с температурой 1032 K и плотностью около 105 г/см3. Длительность её составляла 10 -45 сек. В это время во Вселенной была только энергия
Через10—35 секунды после наступления Планковской эпохи наступила эра инфляционной эпохи. В этот период Вселенная увеличилась в 1050 раз. В ней всё ещё преобладает излучение, но здесь уже появились субатомные частицы: кварки, которые пока не имели массы.
Между 10—12 и 10—6 секунды после Большого Взрыва наступила кварковая эпоха. Температура в этот период развития Вселенной составляла, более 1012 К. При таких условиях кварки не могли образовывать адроны. В это время Вселенная была заполнена кварк-глюонной плазмой.
В течение от 10—6 и до 1 с после Большого Взрыва температура Вселенной опустилась ниже1012 К, и кварк-глюонная плазма охладилась до величин, при которых кварки группировались и образовывали адроны. В ходе адроновой эпохи (1 — 10 секунд) адроны аннигилировали с антиадронами. В результате появились пары лептонов и антилептонов. Из всех лептонов самые известными лептонами являются электроны.
По мере дальнейшего охлаждения Вселенной протоны и нейтроны образовывали ядра водорода и гелия и через 3 минуты, после Большого взрыва во Вселенной началось формирование стабильных атомов водорода и гелия. Происходило это путем захватывания электронов ядрами водорода и гелия. Эта эпоха называется фотонной. Продолжалась она 380 тысяч лет. К её концу температура Вселенной опустилась до 3500 К и она стала прозрачной для прохождения фотонов
В рамках смоделированной системы поэтапное становление Вселенной предположительно происходило следующим образом.
Начальный отсчет. В начале Взрыва (10—43—10—35 сек.) энергия материи, и энергия пространства были обособлены. Перемешались и начали взаимодействовать они в эру инфляции, следующую за Планковской эпохой.
Эра инфляции. В этот период в зарождающейся Вселенной начали образовываться местные уплотнения энергий. В местах, где доминировала энергия материи, возникали «горячие» сгустки энергии (гравитоны), А где преобладала энергия пространства, там возникали «холодные « сгустки энергии (простоны). Оба сгустка дипольные, У них плотность энергии на одном конце превышает плотность на другом её конце (Рис.2. a). Вследствие разностей плотностей энергий на концах простонов, они начали объединяться в «силовые» нити. На этот процесс истратилась большая часть энергии пространства. Значительная часть энергии материи израсходовалась на растяжение силовых нитей пространства и образование из них своеобразной «сети», равномерно напряженной во всех направлениях, то есть на формирование пространства современной Вселенной. Из оставшихся частей обеих энергий образовались свободные частицы: гравитоны и простоны. Обе частицы присутствуют во всех уголках Вселенной. С момента начала взаимодействия энергий началось течение времени.
Кварковая эпоха. В наступившей эпохе температура во Вселенной снизилась, до 1012 К. Степень сжатия силовых нитей пространства стала максимальной, а расстояния между нитями минимальными. В результате создались условия для образования известных в настоящее время неделимых частиц кварков следующим путём. Горячие сгустки материи гравитоны, двигались в силовых нитях, состоящих из холодных сгустков материи пространства, и взаимодействовали с ними. При этом гравитоны стягивали силовые нити в направлении своего движения. В результате появлялась энергия материи, израсходованная на растяжение силовых нитей в инфляционный период. Она воздействовала на гравитоны в направлении их сближения. Гравитоны объединялись в определенные пространственные совокупности — кварки. В настоящее время известно 6 типов кварков: u. d. s c. b. t (Рис.2. e). Кварки образовывались по нисходящей линии по массе. В начале, сформировались массивные кварки t и b, затем кварки c и s, а в конце кварки d и u. Истинный кварк t имеет массу 173 ГэВ/ сек2, а верхний кварк u имеет массу 2, 01 МэВ/сек2. Этот феномен можно объяснить тем, что кварк t образовался в силовых нитях с минимальными расстояниями между ними, а кварк u, когда эти расстояния существенно увеличилось. Истинный кварк t не может существовать в свободном состоянии и быстро распадается, потому что он образовался в экстремальной степени сжатия силовых нитей. Верхний кварк u сформировался в силовых нитях с большим расстоянием между ними. Поэтому существует внутри протонов и нейтронов.