Вселенная с нуля. От Большого взрыва до абсолютной пустоты - Жак Поль

другом, образовали огромный сверхплотный ком. В процессе его сжатия образовалось невероятное количество нейтрино: 1058 – единица с пятьюдесятью восемью нулями. Эти нейтрино унесли фантастическую гравитационную энергию, выделившуюся во время коллапса ядра и равную энергии, выделенной Солнцем с момента его образования за более чем четыре миллиарда лет. В бестиарии элементарных частиц нейтрино занимает особое место. Его масса настолько мала, что эта частица практически нечувствительна к гравитации. Электрического заряда у нейтрино тоже нет, и оно не взаимодействует с электромагнитным полем. Наконец, на нейтрино не действует даже сильное взаимодействие, сила, которая обеспечивает связь частиц в атомном ядре. Эта частица участвует только в слабом взаимодействии, силе, которая проявилась во время коллапса ядра звезды Sanduleak –69°202.

Практически безмассовые нейтрино, образовавшиеся в ядре Sanduleak –69°202, двигались со скоростью, близкой к скорости света, и почти не взаимодействовали с окружающей материей. Они беспрепятственно прошли сквозь сброшенные звездные оболочки и вылетели из тела звезды в виде столь плотного роя, что, когда 23 февраля 1987 года, преодолев расстояние в сто шестьдесят шесть тысяч световых лет, он достиг Земли, плотность потока нейтрино все еще оставалась равной тридцати миллиардам частиц на квадратный сантиметр! Однако, так как нейтрино нечувствительны к воздействию любых сил за исключением слабого взаимодействия, их очень трудно обнаружить: когда нейтринный рой, возникший в результате коллапса ядра звезды Sanduleak –69°202, обрушился на самый большой на тот момент детектор нейтрино «Камиоканде II», установленный в Японии, детектор смог «увидеть» всего лишь одиннадцать частиц.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Ударная волна сотрясает Большое Магелланово Облако (–166 тысяч)

– 166 тысяч

Ударная волна сотрясает Большое Магелланово облако

Ядро массивной звезды из Большого Магелланова Облака схлопнулось в сверхплотный комок нейтронов. Это событие породило мощнейшую ударную волну, которая облетела всю галактику.

Еще до того, как ядро голубого сверхгиганта Sanduleak –69°202 коллапсировало, испустив гигантский рой нейтрино, эта огромная звезда, входившая в двойную систему, обменивалось веществом со своим компаньоном. В результате вокруг сверхгиганта образовался плотный газовый диск, на который с поверхности звезды обрушивался мощный звездный ветер. Потом произошел коллапс ядра. Это явление невероятной разрушительной мощи привело к образованию чудовищного нейтронного кома, сжатого до плотности, превышающей плотность атомного ядра. Но после сжатия сверхплотное тело начало разжиматься, как резиновый мячик, который крепко сжали в ладони, а потом отпустили. Образовалась ударная волна огромной силы, выбросившая в окружающее пространство остатки звездных оболочек.

Это событие стало причиной образования огромного количества нейтронов, достигших внешней оболочки звезды и вступивших во взаимодействие с ядрами атомов, из которых она состояла. Лишенные электрического заряда нейтроны, подчиняясь сильному взаимодействию, соединялись с ядрами. Присоединение нейтронов не изменило химической природы элементов, а привело к образованию изотопов этих элементов. Теоретически эти неустойчивые изотопы могли бы распасться, однако приток нейтронов был настолько интенсивным, что к изотопам присоединялись все новые и новые нейтроны. Этот процесс идет обычно столь быстро, что получил у физиков название r-процесс (от англ. слова rapid – быстрый). Когда приток нейтронов наконец иссяк, оболочка звезды оказалась насыщена нестабильными изотопами, которые при распаде образовали устойчивые изотопы всех встречающихся в природе элементов вплоть до урана.

При прохождении ударной волны расширяющаяся оболочка звезды засияла невероятно ярко – ее светимость достигла миллиарда светимостей Солнца. Этот феномен и называется вспышкой сверхновой; 23 февраля 1987 года астрономы-любители и специалисты зарегистрировали его в Южном полушарии неба под номером SN 1987A. Несколько дней спустя видимое сияние SN 1987A пошло на спад – теперь оно подпитывалось только распадом радиоактивных изотопов, в основном кобальта-56 и железа-56. Скорость падения яркости соответствовала периоду полураспада кобальта-56: семидесяти семи дням.

Распространяясь наружу в окружающее пространство, через десять лет ударная волна достигла расширяющегося внутреннего края околозвездного диска, уже освещенного ультрафиолетовым излучением сверхновой. И лишь через двадцать пять лет после взрыва, внутреннего края диска достигли сброшенные звездой оболочки.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Гигантский рой нейтрино (–166 тысяч)

Еще одна сверхновая (1054)

– 50 тысяч

Гигантский метеорит падает на Землю

Метеорит диаметром пятьдесят метров рухнул на Землю. На покрытой травой равнине, где резвились мамонты и гигантские ленивцы, образовался кратер диаметром более километра.

В конце плейстоцена, первой геологической эпохи четвертичного периода, в атмосферу Земли однажды врезался огромный кусок металла: железа и никеля. В отличие от большинства метеоритов, этот объект не происходил из роя малых тел, оставшихся от начальной стадии образования Солнечной системы: он скорее был фрагментом разрушенного ядра протопланеты, в процессе ее формирования испытавшей катастрофическое столкновение. Благодаря своему составу болид оказался гораздо устойчивее к мощному аэродинамическому сопротивлению плотных слоев земной атмосферы, чем состоящие из льда и камня метеориты.

Промчавшись сквозь наиболее плотные слои атмосферы, на высоте около четырнадцати километров над поверхностью Земли плейстоценовый метеорит наконец развалился. От него отделился основной кусок массой в половину исходной и множество малых фрагментов, которые на высоте четырех километров от поверхности образовали вращающийся рой поперечником метров в двести. Основное тело метеорита, оставаясь практически неповрежденным, на скорости в двенадцать километров в секунду врезалось в землю, выделив около десяти миллионов миллиарда джоулей энергии. Мелкие фрагменты, значительная часть которых испарилась в воздухе, выделили примерно столько же энергии в атмосферу, вызвав страшной силы порывы ветра.

При падении образовался кратер диаметром более километра. Место, где упал метеорит, в шестидесяти километрах к востоку от Флагстаффа, штат Аризона, на западе США, до сих пор так и называется: Метеоритный Кратер. На момент падения метеорита здесь была травянистая саванна, где паслись шерстистые мамонты и гигантские ленивцы, еще не потревоженные группами людей, пришедших из Азии двадцать тысяч лет спустя. Выброс энергии при падении метеорита был мощнее, чем ядерная бомба, сброшенная на Хиросиму; огненный взрыв испепелил все живое в радиусе нескольких километров. Тем не менее количество пыли, выброшенной ударом в атмосферу, оказалось недостаточным для заметного изменения климата. Не прошло и ста лет, как в этом месте снова, будто ничего и не было, росла трава и бродили мамонты.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Образование планет (4,57 миллиарда лет назад)

Столкновение Земли с астероидом (65 миллионов лет назад)

– 45 300

Рождение магнетара

Кора сильно намагниченной нейтронной звезды в недрах Млечного Пути треснула и выпустила в пространство мощный поток гамма-лучей, достигший Земли в 2004 году.

В дальнем уголке Млечного Пути, на расстоянии в сорок семь тысяч световых лет от нас в направлении созвездия Стрельца, находится большое звездное скопление, богатое массивными звездами. Однажды ядро одной из этих звезд коллапсировало – схлопнулось, превратившись в нейтронную звезду, то есть сверхплотное тело, вращающееся с