Възможно ли е човешкото съществуване да е възникнало заради гравитационните вълни? Някои ключови елементи в нашия биологичен състав може да се дължат на астрофизични събития, породени именно от съществуването на гравитационни вълни. Това предполага изследователски екип, ръководен от Джон Р. Елис от Kings College London.
Йодът и бромът се намират на Земята благодарение на специфичен ядрен процес на сблъсък на две неутронни звезди. На свой ред орбитиращите двойки неутронни звезди си взаимодействат и се сблъскват поради емисиите си на енергия под формата на гравитационни вълни. Следователно може да има връзка между съществуването на гравитационни вълни и възникването на живот на Земята.
Човешкото тяло е изградено предимно от водород, въглерод и кислород, както и много допълнителни микроелементи. (Има 20 химични елемента, които са от съществено значение за поддържането на човешкия живот.) Тези с атомно число под 35 се произвеждат в свръхнови, тоест имплозии на звезди, които са изчерпали своето ядрено гориво и са избухнали. Колапсът води до експлозия, която разпръсва техните атоми из цялата Вселена.
Елементи, ключови за човешкия живот
Въпреки това два елемента възникват по друг начин – йод, необходим за ключови хормони, произвеждани от щитовидната жлеза, и бром, който играе ролята на катализатор в производството на колаген.
Торият и уранът са косвено важни за човешкия живот, тъй като техните радиоактивни разпадания във вътрешността на Земята загряват литосферата и подпомагат тектоничната активност. Движението на тектоничните плочи освобождава въглерод от кората на планетата. Той се отстранява от атмосферата с помощта на водата, реагираща с въглероден диоксид и силикати, като така се избягва възможността за развитие на парников ефект, какъвто кипи на съседната ни Венера.
Около половината тежки атоми на елементи на Земята (по-тежки от желязото) се генерират от т. нар. r-процес – процесът на бързо улавяне на неутрони. R-процесът възниква, когато тежко атомно ядро улавя последователност от свободни неутрони преди ядрото да има възможност да се разпадне (обикновено чрез бета-разпад).
При достатъчно висока плътност на свободните неутрони, изчислена на около 1024 килограма на кубичен сантиметър, и при високи температури, около един милиард Келвина, неутроните се абсорбират и се синтезират в по-тежки изотопи на даден елемент.
Плътността на свободните неутрони е изчислена на около 1024 килограма на кубичен сантиметър.
Елис и колегите му изчисляват, че r-процесът е осигурил 96% от изобилието на 127I на Земята – изотоп, който е от съществено значение за човешкия живот, както и по-голямата част от изобилието на бром и гадолиний в земната кора, плюс целия земен торий и уран и част от молибден и кадмий.
Къде се случва r-процесът? Една от възможностите е във веществото, изхвърлено по време на експлозията на свръхнова с колапс на ядрото (експлозиите на звезди в края на техния термоядрен живот). Има обаче дългогодишна неяснота в детайлната физика на този процес.
Едно явление, при което се случва r-процесът, е сливането на две неутронни звезди, наречено килонова. Такива сливания са пряко причинени от гравитационни вълни.
Докато бинарната двойка спираловидно се движи една към друга в продължение на стотици милиони години, тя излъчва огромно количество енергия под формата на гравитационни вълни. Всъщност точно такова събитие причини гравитационната вълна GW170817, открита през 2017 г. от Обсерваториите за гравитационни вълни LIGO и Virga в Съединените щати. Количеството произведена енергия може да бъде огромно – достигащо до трилиони ватове.
R-процеси
Документът заключава, че йодът, който е от съществено значение за човешкия живот, „вероятно е бил произведен от r-процеса при сблъсъците на неутронни звезди, които са били предизвикани от емисиите на гравитационни вълни, както и други важни тежки елементи.“ Групата предлага да се търси 129I в лунен реголит, който не е замърсен от изкуствени източници.
Изблиците на килонови са важни проявления на r-процеса, тъй като неутронните звезди са изградени почти изцяло от неутрони. Освен обсерваториите за гравитационни вълни, други детектори откриха GW170817 в електромагнитния спектър и откриха спектроскопски доказателства за веществото, произведено и изхвърлено от сливането.
„Сблъсъците на неутронни звезди възникват, защото бинарните системи губят енергия чрез излъчване на гравитационни вълни“, каза Елис. „Така че тези фундаментални физични явления може да са направили човешкия живот възможен.“
Официалната публикация можете да намерите тук.
Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.
С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.
Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!
