Создать аккаунт
Главные новости » Наука и технологии » Гравитационные волны могли сделать жизнь человека возможной

Гравитационные волны могли сделать жизнь человека возможной




Фото из открытых источников
Может ли существование человечества зависеть от гравитационных волн? Некоторые ключевые элементы нашей биологической структуры могут возникнуть в результате астрофизических событий, которые происходят из-за существования гравитационных волн, предполагает исследовательская группа, возглавляемая Джоном Р. Эллисом из Королевского колледжа Лондона. Их статья опубликована на сервере препринтов arXiv.
 
В частности, йод и бром обнаружены на Земле благодаря особому ядерному процессу, который происходит при столкновении нейтронных звезд. В свою очередь, пары нейтронных звезд, вращающиеся по орбите, спиралевидно сталкиваются из-за выброса ими энергии в виде гравитационных волн. Таким образом, может существовать прямой путь от существования гравитационных волн к существованию млекопитающих.
 
Человек в основном состоит из водорода, углерода и кислорода, а также множества дополнительных микроэлементов. (Существует 20 элементов, необходимых для человеческой жизни.) Элементы с атомным номером менее 35 образуются в результате сверхновых — взрывов звезд, которые исчерпали свое ядерное топливо и схлопнулись внутрь. Коллапс приводит к взрыву, который разбрасывает их атомы по всей Вселенной.
 
Но два элемента поступают другими способами: йод, необходимый для ключевых гормонов, вырабатываемых щитовидной железой, и бром, используемый для создания коллагеновых каркасов в развитии и архитектуре тканей.
 
Торий и уран имели косвенное значение для жизни человека, поскольку их радиоактивный распад в недрах Земли нагревает литосферу и способствует тектонической активности. Движение тектонических плит удаляет и погружает углерод из коры планеты, который сам удаляется из атмосферы посредством реакции воды с углекислым газом и силикатами, что позволяет избежать возможности безудержного парникового эффекта, как это произошло на Венере.
 
Около половины атомов тяжелых элементов на Земле (тяжелее железа) производятся в результате так называемого «r-процесса» — процесса быстрого захвата нейтронов. R-процесс происходит, когда тяжелое атомное ядро захватывает последовательность свободных нейтронов до того, как ядро успевает распасться (обычно путем бета-распада).
 
При достаточно высокой плотности свободных нейтронов, рассчитанной примерно на 10 24 на кубический сантиметр, и при высоких температурах, около миллиарда Кельвинов, нейтроны поглощаются и синтезируются более тяжелые изотопы элемента.
 
Эллис и его коллеги подсчитали, что r-процесс обеспечил 96% содержания на Земле изотопа 127 I, необходимого для жизни человека, а также большую часть изотопа брома и гадолиния в земной коре, а также весь земной торий. и уран и часть молибдена и кадмия.
 
Где происходит r-процесс? Одной из возможностей является материал, выброшенный во время отскока от сверхновой с коллапсом ядра, взрывов звезд ближе к концу их термоядерного существования. Но существует давняя неопределенность в детальной физике этого процесса.
 
Одним из явлений, при котором действительно происходит r-процесс, является слияние двух нейтронных звезд, называемое килоновой. Такие слияния напрямую вызваны гравитационными волнами.
 
Поскольку двойная пара движется по спирали друг к другу в течение сотен миллионов лет, они излучают огромное количество энергии в виде гравитационных волн ближе к концу. Фактически, именно такое событие породило гравитационно-волновое событие GW170817, обнаруженное в 2017 году в гравитационно-волновых обсерваториях LIGO и Virga в США. Количество энергии может быть огромным — триллионы триллионов ватт за последние несколько миллисекунд.
 
Вспышки килоновых являются важными участками r-процесса, поскольку нейтронные звезды почти полностью состоят из нейтронов. Помимо обсерваторий гравитационных волн, другие детекторы обнаружили GW170817 в электромагнитном спектре и нашли спектроскопические доказательства материала, созданного и выброшенного в результате слияния.
 
В документе делается вывод, что йод, необходимый для жизни человека, «вероятно, был произведен в результате r-процесса при столкновениях нейтронных звезд, вызванных выбросами гравитационных волн, а также других важных тяжелых элементов». Группа предлагает искать 129 I в лунном реголите, не загрязненном искусственными источниками.
 
«Столкновения нейтронных звезд происходят потому, что двойные системы теряют энергию, испуская гравитационные волны», — сказал Эллис, — «поэтому эти фундаментальные физические явления, возможно, сделали возможной человеческую жизнь».

0 комментариев
Обсудим?
Смотрите также:
Продолжая просматривать сайт gulkevichi.com вы принимаете политику конфидициальности.
ОК