Күрделі жұмбақ жеңіл металл: қайдан ғарышта қаншама литий?

біздің литий барлық жерде бар. Тағы 19-ғасырдың ортасында бұл жұмсақ, күмісті-ақ түсті металл болды дәрі. Дәрігерлер оның көмегімен психиатриялық бұзылулар сияқты маний. Тіпті бүгін осы металл ретінде пайдаланылады дәрі-биполярлық бұзылыстар. Бірақ көптеген адамдар үшін литий, сондай-ақ болды синонимі батареялар мен аккумуляторлар. Бұл маңызды ингредиент, соның арқасында жұмыс істейді сіздің телефондар, ноутбуктер және басқа да портативті құрылғылар. Дамуымен гибридті және электр автомобильдер нарығы, осы металдың ғана өсуде; 2025 жылға қарай ол үш есеге жуық болды көлемде, деп санайды Goldman Sachs.

әлемдік қорының Көп бөлігі литий орналасқан Оңтүстік Америкада және көп бөлігі шөгінділерінде астында құрғақ көлдер биік таулы аудандарда Тнқ. Бірақ литий өмір сүрді мұнда әлдеқайда ұзағырақ кез келген тауы немесе тіпті өзі Жер. Сонымен қатар, литий бірі болып табылады бастапқы, алғашқы элементтері, сонымен қатар, сутегімен және гелием — олар пайда нәтижесінде Үлкен Жарылыс 13,8 миллиард жыл бұрын.

қазақстан Тарихы литий ұзақ және окутана құпия. Кейінгі кезеңде Үлкен Жарылыс басым бөлігі түзілген литий хабарсыз кетті. Тіпті, ұлы өлмеген заманауи Әлемді, олар табады қосымша литий: шамамен төрт есе артық болуы тиіс пайда нәтижесінде Үлкен Жарылыс.

он жылдан Астам ғалымдар тырысты анықтау тағайындауға бұл артық литий. Арқасында соңғы жаңалықтарға іздеу құпия ғарыш фабрикаларының өндірісі литий мүмкін, сайып келгенде, аяқталуы.

ғарышта көп литий қарағанда құрылды процесінде Үлкен Жарылыстың

Оттегі біз дем және темір сіздің қан элементтерінің көпшілігі сіздің теле болды выкованы ядролық оттығында жұлдыз. Айтқандай астрономы Карл Саган, "біз жасалды келген жұлдызды материал".

Және барлық сол элементтер потяжелее — жап-титан, ол жиі пайдаланылады велосипедпен, — қажет нәрсені аса қатал. Олардың көпшілігі жүргізілген ядролық реакциялар кезінде жарылыс қаза тапқан жаппай жұлдыз. Кейбір металдар сияқты алтын, мүмкін, рождены күшті қақтығыстар нейтронды аса тығыз ядролардың өлі жұлдыздарының.

Бірақ ең негізгі элементтері жасалды алғашқы үш минуттан кейін Үлкен Жарылыс. Ерте Ғалам атты ыстық супом плазмадан және шамасына қарай суыту және кеңейту ол коагулировала негізінен түрінде атомдар сутегі мен гелий, екі қарапайым және ең көп тараған элементтердің ядро олардың бір бөліктен және екі протондар тиісінше.

Үлкен Жарылыс, сондай-ақ жүргізген іздері ауыр нұсқасын сутегі — дейтерий — ядро, оның өзімен бірге қосымша нейтрон орнына жалғыз протон — және неғұрлым жеңіл нұсқасын гелий ядросы, оның қамтиды бір нейтрон емес, екі. Сондай-ақ, Үлкен Жарылыс қалдырған аз мөлшерде литий.

Міне және барлық. Үш минуттан соң Ғалам тым остыла үшін қалыптасқан басқа да элементтер бар.

бірақ бұл 13,8 миллиард жыл бұрын, ғалымдар жақсы ұғынып, түсінетін, ядролық реакциялар, олар өндірген осы алғашқы элементтері. Спутниктер сияқты WMAP және Планк жүзеге асырды дәл өлшеу ерте Ғаламның мүмкіндік берді ғалымдарға дәл қанша болуы тиіс өндірілген әрбір элемент және изотоптың.

Кейбір металдар еді тууы процесінде қақтығыс нейтронды

Бірақ ғалымдар салыстырады, өздерінің есеп айырысулар, бұл байқауда ғана емес, тұспа-тұс келеді. "Дейтерий. Гелий да", - дейді Брайан Филдс, астрофизик Университеті, Иллинойс штаты, АҚШ. "Тек литий жазылатын".

Және жазылатын қатты. Литий үш есе артық болуы тиіс, және бұл алшақтық "деп атаған проблема бастапқы литий". Алғаш рет жетпейтін литий космологи айтасыз осыдан 20 жыл бұрын, содан бері тырысады таңдауға қолайлы түсініктеме.

Егер болжайды ғалымдар, әлдебір белгісіз процестер ішіндегі жұлдыздар құртқан ежелгі литий. Немесе түсіндірмені қамтуы мүмкін жаңа физика. Мысалы, өзара іс-қимыл қара матамен, белгісіз зат, оның тұрады тоқсан ғарышты қалай еді жоюға литий ерте Әлемнің.

дегенмен, ерте дәуірлердегі, меніңше, литий мүшелердің жетіспеген санына жетсе, қазіргі ғарышта оны тіпті тым көп. Мемлекет басшысы қатысты мол санын литий бетінде жас жұлдыздар, олар салыстырмалы түрде жақында пайда болған, сондай-ақ метеорах Күн жүйесіндегі орны. Бар шамамен төрт есе көп литий кем өндірілді нәтижесінде Үлкен Жарылыс — галактика оның насобиралось еді 150 күн масс.

болуы Тиіс",-деп шығарды бұл артық литий және разбросало оның ғарышта, ол бірте-бірте болды енгізілуі зарождающуюся Күн жүйесін және миллиардтаған жыл батарея ұялы телефоныңыздың. Сұрақ ғана, бұл?

Қара материя болып қалуда жұмбақ

нұсқалардың бірі — ғарыштық сәулелер: высокоэнергетические бөлшектер көп бөлігі протоны, пронизывают ғарыш. Процесінде бұл ғарыштық сәулелер мүмкін тап блуждающими атомдарымен, мысалы, оттегі. Бұл қақтығыс бұзады атом оттегі кесектерге капиталға айналдыра отырып, оны ағыны ұсақ элементтерін, соның ішінде литий.

Дегенмен бұл процесс, ең алдымен, бойынша жүреді бүкіл галактика дейді, Филдс, есептеулер көрсеткендей, бұл қақтығыс мүмкін түсіндіру көп емес 20% наблюдаемого литий. Тағы 20% - ға байланыстыруға болады Үлкен Жарылыс. 60% қалады без объяснения.

бұл 60% туындауы мүмкін белгілі біртипті жұлдыздар, олар деп аталады асимптотикалық тармақ алыптардың (АҚП). Бұл жұлдыз шағын және орта салмағы — артық емес 10 күн — олар қазірдің өзінде шамамен отжили. Ядролық реакциялар ішінде осы жұлдыздардың жүргізеді литий, содан кейін мүмкін көтерілуге беті. Түсініксіз тек қанша литий лақтырылады таралады бүкіл галактика.

тағы бір жұлдызды жарылыстар " деп аталатын жаңа. Айырмашылығы сверхновых, олардың неғұрлым ірі және қуатты ұқсас, жаңа емес болып табылады тікелей нәтижесі болып табылады өлім жұлдыз. Бұл көп жұмсақ жарылыстар бетінде ақ карлика, кішкентай мәйітті жұлдыз " типті Күн.

Екі тығыз белых карлика

Егер ақ ергежейлі көрсетіледі орбитада басқа жұлдыз, гравитация ақ карлика алып кете алады сутегі және басқа да материалдар серіктес. Қабаттар материал жиналады бетін ақ карлика. Бұл өсуіне әкеледі, температура мен қысым бұл, сайып келгенде, тудырады, термоядролық синтез — және ядролық реакциялар, олар жүргізеді литий.

Ядролық синтез көп температураны көтереді әкеледі үлкен саны, термоядролық реакциялар. Көп ұзамай қабаттар материалды взрываются, бұл Жерде көреді ретінде жарқын жұлдыз: сверхновую.

жарылыс нәтижесінде материал — соның ішінде литий — выбрасываются ғарышқа жылдамдықпен бірнеше мың шақырым, секундына. Сондықтан да, жақсы қолданылады материал қарағанда жұлдыздары ШІЛ, - дейді Лука Иццо, астроном астрофизика Институтының Андалусии Испания.

көптеген жылдар бойы астрономдар анықтауға тырысты, бұл үш процестер — ғарыштық сәулелер, жұлдыз АҚП немесе жаңа жұлдыздың жүргізуі мүмкін үлкен бөлігі литий. "Біз білеміз, бұл барлық бұл процестер белгілі жүргізеді литий", - дейді Филдс. "Мәселе, жүргізеді ме олар оны бірдей немесе қандай да бір басым? Дау осы тақырыпта жүргізіледі қазірдің өзінде өте ұзақ уақыт".

Айта келе жаңа, ғалымдар алғаш рет подумали туралы олардың ықтимал фабрикаларында литий шамамен 40 жыл бұрын. Ортасында 1990-шы жылдары жүргізілген нақты есептеулер, олар қолдап, осы гипотезаны, бірақ ол қалып отыр тек теориялық емес, расталған байқауларда. Көп жылдан бері ешкім көргісі өндірісі литий көмегімен жаңа жұлдыздың. Бірақ 2015 жылдың басында бұл өзгерді.

Қаруланып жаңа продвинутыми құралдарымен және әдістерімен, екі топ астрономдардың Жапония және Еуропа, сайып келгенде, табылған литий жаңа. Бұл ғана емес растады, бұл шын мәнінде жүргізеді, литий, бірақ мен мұны өте елгезек — бәлкім, түсіндіруге жеткілікті олардың көмегімен үлкен бөлігі галактического литий.

"менің оларды көріп, мүлдем поразительными", - дейді Самнер Старфилд, астрофизик Университеті, Аризона бірі, кім үйрене бастаған өндіру әлеуеті литий жаңа 1970-шы жылдардың.

енді міне, 2015 жылы топ басшылығымен Акито Тадзицу Ұлттық астрономиялық обсерватория Жапония тауып, бериллий жаңа жұлдыз. Бұл сенімді белгісі қатар, бұл жаңа жүргізеді литий, өйткені бериллий ыдырайды атап айтқанда, литий.

бірнеше айдан Иццо және оның командасы зерттеу жариялады, онда тікелей обнаружила литий басқа. Басында 2016 жылдың тобы Тадзицу ашты бериллий тағы екі жұлдыздар (соның бірі деп аталды V5668). Сол жылы Иццо бірге ғалым Паоло Моларо бірі Астрономиялық обсерватория Триеста Италиядағы растады табу бериллийдің V5668.

Бұл төрт жаңа жұлдыз белгілері өндірісі литий бірі расталды екі тәуелсіз командалары. "Сарапшылар жөніндегі спектроскопия да ұқсас", дейді Хорди Хосе, астрофизик Техникалық университеті, Каталония, Испания. "Бұл туралы ол иә дейді".

"сәтті басып, жаңа жұмыс процесінде бірден жарылыстан кейін және олар өлшеу материал, ол извергнут тікелей", - дейді Филдс. "Тонна литий".

шын мәнінде, дейді Иццо, новая звезда, оны бақылады оның командасы жүргізеді көп литий, бұл екі ұқсас жаңа жыл еді құруға барлық байқалған " галактика литий. Бұл алдын-ала бағалау, және астрономдар тиіс зерделеп, басқа да жаңа жұлдыз шыға растауға және өлшеу.

Дегенмен, кез келген деректер барады пайдасына. "Көмегімен осы өлшем бастаймыз зондировать ақиқатты", - дейді Филдс. Ғалымдар сияқты Старфилда және Хосе, теоретиктер, олар ондаған жыл аш болды деректерсіз, енді жоспарлап отыр қайталау өздерінің есеп айырысу және модельдері және оларды салыстыру жаңа байқауларда. "Енді ойын басталды", - дейді Хосе.

Бұдан әрі ғалымдарымыздың растау ағымдағы жұмыс моделін жаңа және дәл айқындауға, қанша литий олар извергают. Негізге ала отырып, алдыңғы үлгілерге, ғалымдар сияқты Хосе есептеуінше, бұл жаңа жаба жартысына дейін литий, өндірілген Үлкен Жарылыс. Бірақ жаңа байқауларда, дейді ол, жаңа жүргізуі мүмкін 80% - ға дейін қайталама литий.

айқын болуы Үшін, бұл жұмыс мәселесін шешеді бастапқы литий — жұмбақ, неге ерте Ғаламның соншалықты аз бұл металл. Бірақ жаңа ашу үлгі алса.

"Бұл енді біз жақсы түсінеміз екіншілік процестері литий — тірі және өлі жұлдыз оны жасайды — бұл бізге көмектеседі распутывать тарихын литий біздің галактика, қанша болды рождено және қандай сәтте бейнесі болды қосылуы жаңа көздері литий", - дейді Филдс.

Ғалымдар үміттенеді ашуға толық тарихын бұл қарапайым металды, оның болмайды, біздің технологиялар. Ойлауға ғана: қандай ұзақ жол, қатар, сутегімен және оттегімен, бұл легчайший және осындай маңызды біз үшін металл.