§ 3. Гипотеза образования химических элементов.

Обобщая содержание предыдущих параграфов, сделаем заключение: в процессе эволюции концентрация нейтронов в составе звезды и ядра галактики постоянно повышается, так как основной энергетический процесс заключается в превращении протонов в нейтроны (p⁺ → n⁰). Более последовательно это можно доказать такими рассуждениями. Главной реакцией термоядерного синтеза является реакция превращения четырех протонов в ядро гелия. Как уже было доказано в предыдущем параграфе, от бомбардировки жёсткими гамма квантами ядро гелия моментально расщепляется на 2p+ и 2n⁰ под действием жестких гамма - квантов. В составе светила после реакции синтеза четырех протонов вместо двух протонов появилось два нейтрона, а оставшиеся два протона могут дальше вступать в реакцию синтеза.

4р → Не +  → 2n⁰ + 2p⁺.

Следовательно, во время реакции термоядерного синтеза из четырёх протонов два превращаются в два нейтрона (2p⁺ → 2n⁰), и благодаря этому выделяется энергия в 26 Мэв. Тогда для восьми протонов описанная реакция (после полного гамма - расщепления ядер гелия и после повторной реакции соединения протонов) будет выгладить следующим образом:

8 р → 6 n + 2 p.

Рассуждая о судьбе миллиарда протонов (после полного расщепления ядер гелия гамма - квантами), можно доказать, что после последовательного соединения протонов друг с другом на конечном этапе возникнут 999 999 998 нейтронов и только 2 протона:

1 000 000 000 р → 999 999 998 n + 2 p.

Из анализа реакций фоторасщепления (то есть гамма - расщепления) ядер элементов внутри звезд и ядер галактик можно сделать вывод: в процессе термоядерного сгорания все протоны (p +) звезды (из которых состоят молодые звёзды на 100%) будут трансформированы в нейтроны (n⁰), поэтому в недрах звезд и ядер галактик происходит непрерывное накопление количества нейтронов! Количество нейтронов в составе звезды определяет возраст звезды.

Какова дальнейшая судьба нейтронов внутри звезд и ядер галактик?

1. Нейтроны играют роль катализаторов, ускорителей термоядерных реакций в недрах звезд и ядер галактик.

2. Нейтроны сливаются с несколькими протонами и создают большое количество ядер элементов на холодной поверхности звезды. Так нейтроны «связываются и консервируются» на поверхности звёзд.

3. Сильное излучение звёзд выбрасывает ядра и ионы элементов таблицы Менделеева в атмосферу, где образуются планеты. Это метод удаления из объёма звезды нейтронов, которые находятся в составе ядер элементов (кислорода, кремния, железа, урана и так далее).

4. В центре звезды возникают огромные нейтронные центры с плотностью материи 10 ¹⁴ грамм в сантиметре кубическом. Возникают так называемые нейтронные звёзды, которые являются очень старыми звёздами. Это метод «внутреннего» удаления нейтронов из объёма плазмы звезды.

1. Нейтроны-катализаторы сгорания протонов. Из физики элементарных частиц известно, что нейтроны, которые находятся в свободном (несвязанном) состоянии больше 17 минут, претерпевают обратное превращение в протоны:

n⁰ → p⁺ + e^- + γ.

Но существовать 17 минут в бушующей топке звезды, не соединившись с рядом расположенными протонами и нейтронами при плотности материи более 10000 г/см³, не может ни один нейтрон. Поэтому образовавшиеся нейтроны вступают в ядерные связи с окружающими протонами, образуя дейтерий D ² (D = p⁺ + n⁰ + n⁰) и тритий Т³ (Т = p⁺ + n⁰ + n⁰ + n⁰). Насыщая тело звезды, нейтроны вначале играют роль катализатора ядерной реакции. Причина этого становится ясна, если принять во внимание тот факт, что для синтеза четырех ядер дейтерия D и трития Т необходима более низкая температура Т °, чем для синтеза изотопа водорода H:

4H = (p⁺ + p⁺ + p⁺ + p⁺ ) + (необходимая температура Т ˚ = 10 ⁹) → He.

4D = 4 (p⁺ + n⁰ + n⁰) + (необходимая температура Т ˚ = 10 ⁸ ) → He + 4n⁰.

4T = 4 (p⁺ + n⁰ + n⁰ + n⁰) + (необходимая температура Т ˚ = 10 ⁷) → He + 8n⁰.

Таким образом, нейтроны уменьшают порог необходимого энергетического уровня для термоядерного синтеза, то есть нейтроны являются катализаторами для реакции термоядерного синтеза.

2. Нейтроны являются кирпичиками для создания (для синтеза) ядер элементов. Ядра дейтерия и трития почти сразу же разрушаются потоками жестких гамма - квантов, но нейтроны, став свободными, опять сближаются с протонами с образованием каких-то ядер элементов. Так, то став свободными, то опять соединяясь с протонами, нейтроны двигаются от центра звезды к её поверхности, на периферию. Это так называемые мигрирующие нейтроны, так как их нельзя назвать связанными, и в то же время они абсолютно несвободны, находятся «во временных связях» с протонами. Миграция, движение нейтронов происходит по направлению движения лучевых потоков, то есть от центра звезды к её атмосфере. По этой причине нейтроны концентрируются на поверхности звезды, где и происходит процесс образования элементов таблицы Менделеева! Ведь ядро химического элемента – это сумма протонов и нейтронов. Итак, местом термоядерных реакций и местом рождения нейтронов в теле звезды являются их недра. Термоядерные реакции трансформируют миллиарды протонов в нейтроны. Благодаря постоянным миграциям, гонимые лучевым потоком, который распространяется от центра к периферии, нейтроны быстро достигают поверхности светила. На поверхности звезд условия более благоприятные для длительного существования соединений нейтронов с протонами. Воздействие гамма - квантов, «уничтожающих» ядра элементов, проявляется слабо, так как они теряют энергию, пробиваясь к периферии звезды через плотную звездную плазму. Поэтому поверхностные слои звезд являются местом длительного существования нейтронно - протоновых связей, местом депонирования (консервирования) нейтронов при помощи создания легких и тяжелых элементов таблицы Менделеева.

Поверхностный слой звезд - единственное место во Вселенной, где происходит синтез ядер элементов (точнее, изотопов). Каким образом происходит синтез ядер элементов на поверхности звезд? Автор предлагает следующую гипотезу: элементы образовались путем накопления в их ядрах нейтронов с последующим их бета - распадом. Имеется множество фактов, подтверждающих существование именно такого механизма образования всех элементов таблицы Менделеева. Например, ученые обнаружили возможность синтеза фермия из урана-235 при ядерном взрыве, когда происходит кратковременное и мощное облучение нейтронами. Фермий мог образоваться только при реакции:

₉₂ U ²³⁵ + 17 n ⁰ → ₉₂ U ²⁵² → ₁₀₀ Fm ²⁵² + 8 β ^- + 8 ν.

При этом для образования ₁₀₀ Fm ²⁵² обязательно необходимо, чтобы 8 нейтронов из 17, попавших в ядро урана, превратились в протоны:

n⁰ → р⁺ + β ^- + ν.

Хорошо известна в ядерной физике другая реакция образования тяжелого элемента тория в урановых реакторах:

₈₃ Bi ²⁰⁸ + 20 n ⁰ → Bi²²⁸ → ₉₀ Th ²²⁸ + 7 β ^- + 7 ν.

В этой реакции 7 нейтронов из 20 превратились в протоны и создали новый элемент. Аналогичные реакции могут происходить в поверхностном слое звезд, так как плотность нейтронов в 1 см ³ там может быть огромной. Тогда механизм образования некоторых элементов можно представить следующим образом:

Н¹ + 55 n ⁰ → Fe ⁵⁶ + 25β + 25ν. Не⁴ + 95 n ⁰ → Те ⁹⁹ + 41 β + 41 ν.

Поэтому можно утверждать, что по плотности потока нейтрино и антинейтрино (ν) можно судить об интенсивности процесса образования элементов на поверхности звезды. Образовавшиеся ядра элементов быстро приобретают электроны (е ^─ или β ^─ ) и становятся ионами. Все элементы таблицы Менделеева образовались на поверхности звезд путем накопления в их ядрах нейтронов с последующим их бета – распадом с образованием протонов. Термоядерные реакции превращают протоны в нейтроны (p → n), а процесс образования элементов наоборот превращает нейтроны в протоны (n → p).

Необходимо подчеркнуть, что явление эрупции (извержения) ионов элементов в атмосферу звезды - единственный способ выведения нейтронов из состава звезды. Так звезда освобождается от нейтронов, которые при своем изобилии являются балластом, вредными отходами, веществом, которое со временем приводит к старению звезды и ее смерти. Благодаря постоянному извержению нейтронов (в составе ионов элементов, выбрасываемых в атмосферу), звезда поддерживает их концентрацию в своих недрах на минимальном уровне. Тело звезды освобождается также от электронов, выбрасывая в свою атмосферу ионы, атомы и ядра элементов (с десятками электронов вокруг них).

Поверхность ядер галактик подвержена такому мощному облучению жесткими гамма - квантами, что это не позволяет существовать длительное время связям нейтронов с протонами, то есть не позволяет образоваться элементам таблицы Менделеева. Поверхность ядер галактик не может рождать элементы (атомы). Элементы рождаются во Вселенной только на поверхности звёзд.

3. Образование планет, состоящих из химических элементов, – это ещё один способ удаления нейтронов из тела звезды. Нейтроны (вместе с протонами) входят в состав каждого элемента таблицы Менделеева. Элементы синтезируются в холодных слоях звезды, расположенных на её поверхности. Вместе с плотным потоком лучевой энергии элементы выбрасываются с поверхности звезды на удаление в миллионы километров. Далее из пыли и газов атмосферы молодой звезды образуются планеты. Так Солнце 7 миллиардов лет назад образовало из своей атмосферы 9 планет, в том числе и Землю. Об образовании планет из материи атмосферы звёзд читайте в «Главе 7. Эволюция планет».

4. Удаление нейтронов из объёма звезды при помощи создания огромного шара в центре звезды из нейтронов. Старые звёзды являются звёздами – карликами, которые взрываются как «новые» звёзды. С этого момента в центре звёзд – карликов содержится огромный шар, состоящий только из нейтронов. Плотность нейтронной материи этого шара необычайно высока - 10 ¹⁴ грамм в сантиметре кубическом. Подробнее о консервации нейтронов звезды при помощи образования нейтронных центров можно прочитать в этой книге в «Главе 6. Старение и смерть звёзд».