Происхождение золота и грязи
На вечный вопрос «откуда что берется» на этот раз ответили астрофизики и геологи
Золота мало, и оно дорогое. Грязи, напротив, много, и она ничего не стоит. Научный подход требует, чтобы мы не воспринимали такую ситуацию как данность, а задались вопросом: отчего так, а не иначе?
Начнем с золота. Оно дорого стоит, потому что сделать его нелегко. Причем затруднения тут возникают не только у отдельных индивидуумов, но и у Вселенной в целом. Дело в том, что ядра химических элементов, кроме совсем уж неинтересных, Вселенная изготавливает в термоядерных реакциях внутри звезд. Соединение ядер водорода в гелий, потом в углерод и далее по таблице Менделеева дает небольшой энергетический выигрыш — за счет него, собственно, звезды и светятся. Но выигрыш получается лишь до тех пор, пока дело не дойдет до железа: дальше слияние ядер уже не дает никакой энергии, а наоборот, требует ее затрат. Звезда, лишенная способности светиться, схлопывается под действием гравитации — мы видим это как взрыв сверхновой. Откуда же взяться ядру золота, которое в три с половиной раза тяжелее железа?
Физики предлагают единственно возможный способ: «быстрый захват нейтронов». Смысл его таков: если ядро очень щедро осыпать нейтронами, оно станет захватывать их сразу помногу, перескакивая через нестабильные состояния, и в конце концов может получиться золото или, к примеру, чуть более легкий и тоже стабильный европий. Энергия при этом будет затрачена, но раз уж мы откуда-то взяли такую уйму нейтронов, экономить энергию нам теперь не приходится. Возникает другой вопрос: где взять нейтроны?
До недавнего времени было принято считать, что этот фокус должен получаться как раз при взрыве сверхновой: когда серединка светила схлопывается в нейтронную звезду, взрывная волна уносит наружу часть материала, и там могло бы хватить и тяжелых ядер, и нейтронов, чтобы провернуть весь этот фокус. Но в августе прошлого года наметился другой вариант решения проблемы: детектор LIGO зарегистрировал гравитационные волны от столкновения двух нейтронных звезд в созвездии Гидры (об этом драматичном событии мы упоминали вот здесь). Обывательская интуиция подсказывает, что уж в такой космической неразберихе нейтронов должно быть более чем достаточно, чтобы слепить любые тяжелые ядра, какие природе заблагорассудится (в некотором смысле сама нейтронная звезда —