"Весь мир за пятнадцать минут"

Ученые стали развивать теории дозвездного образования элементов. Воображение рисовало им потрясающие температуры в сотни миллиардов кельви-нов, огромные давления, вещество, сжатое до предела, с такой большой массой, что маленькая его крупинка имела бы массу больше массы Земли. В подобных условиях и могли синтезироваться все элементы.

...Если бы в науке было принято рекламировать ту или иную теорию, то суть так называемой альфа-бета-гамма-теории можно было бы выразить фразой: "Весь мир за пятнадцать минут". Ее авторы -ученые X. Альфвен, Х- Бете и Г. Гамов. Теорию назвали начальными буквами греческого алфавита по созвучию с фамилиями этих ученых. Ее смысл: все элементы образовались раньше, чем появились сами звезды. В основе этой теории...

Впрочем, сначала обратимся к нашему старому знакомому - нейтрону. Как ведет себя свободный нейтрон, не связанный с другими частицами крепкими путами ядерных сил? Оказывается, он совсем не так устойчив, как хотелось бы думать. Он может превратиться в протон. Словом, нейтрон подвержен бета^--распаду. И период полураспада нейтрона очень мал: около 12 мин.

На этой особенности нейтрона и построили свои умозаключения Альфвен, Бете и Гамов. Их теория начиналась подобно сказке: "Давным-давно во Вселенной не было звезд. А вся материя космоса представляла собой огромный сгусток. Этот сгусток состоял из одних лишь нейтронов". Это "полинейтронное ядро" было сжато таким чудовищным давлением, что нейтроны даже не могли распадаться. Но время шло. "Ядро" постепенно начало расширяться. Нейтроны получили, наконец, некое подобие свободы. Первые нейтроны превратились в первые протоны. Протоны стали объединяться с нейтронами в ядра дейтронов - тяжелых изотопов водорода. Те в свою очередь поглощали новые нейтроны, и рождались разновидности водородных атомов с массовыми числами 3, 4, 5, 6 и более - ядра, чрезмерно перегруженные нейтронами. Но такие ядра, как мы знаем, предрасположены к бета^--распаду. Водород превращался в гелий, а изотопы гелия начинали насыщаться нейтронами.

Так потянулась длинная цепь последовательных нейтронных захватов и бета-распадов. И все изотопы всех химических элементов, вплоть до очень тяжелых, стали звеньями этой цепи. Альфа-бета-гамма-теория успешно объяснила ход кривой космической распространенности элементов, а ведь правильное объяснение этой кривой - пробный камень вообще всех теорий происхождения элементов. Но главная сенсация была впереди. Математические расчеты позволили вычислить, сколько времени потребовалось бы на весь этот невообразимо гигантский процесс. Не миллиарды, не сотни тысяч лет, даже не сутки. Всего-навсего - 15 мин. За четверть часа должны были образоваться из нейтронного "ничто" все известные во Вселенной химические элементы! За 15 коротких минут, и не более, потому что потом осталось бы слишком мало свободных нейтронов и наступил бы логический конец синтеза.

Но эффектные теоретические построения Альфве-на и его коллег не могли объяснить два мелких факта. Ведь в ходе захвата нейтронов должны были образоваться все без исключения изотопы химических элементов. В том числе гелий-5 и бериллий-8. Но ядра этих элементов характерны тем, что о них нечего сказать. Теоретики подсчитали: ядро берил-лия-8 может существовать всего 10^-16 с. Значение времени, мало доступное воображению. А гелий-5 неустойчив совершенно. Однако без этих ядер, без их непременного образования альфа-бета-гамма-теория обойтись не могла. Из цепи вырывалось два звена, и цепь распадалась. Новый путь к синтезу элементов тяжелее гелия завел в тупик. И выход из этого тупика обнаружился самым неожиданным образом.

перейти к началу страницы