ไนโตรเจนและออกซิเจนที่เราหายใจ คาร์บอนที่ทำให้ชีวเคมีเป็นไปได้ และแคลเซียมในกระดูกของเรามีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน: พวกมันทั้งหมดถูกสังเคราะห์ขึ้นภายในดาวฤกษ์ แท้จริงแล้ว องค์ประกอบทางเคมีแทบทั้งหมดที่เราพบเจอในชีวิตประจำวันก็เช่นเดียวกัน ตั้งแต่ก๊าซที่หายากที่สุดไปจนถึงโลหะที่หนักที่สุด ข้อยกเว้นที่สำคัญประการหนึ่งคือไฮโดรเจน: นิวเคลียสของไฮโดรเจนเกือบทั้งหมดเป็นโปรตอน
ที่เกิดจาก
บิกแบงเมื่อเกือบ 14 พันล้านปีก่อน อีกประการหนึ่งคือนิวเคลียสเบา เช่น ดิวเทอเรียมและลิเธียม ซึ่งถูกผลิตขึ้นในกระบวนการที่เรียกว่าการสังเคราะห์นิวเคลียสของบิ๊กแบง ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อเอกภพมีอายุเพียงไม่กี่นาที ความจริงที่ว่าองค์ประกอบเหล่านี้มีมาตั้งแต่ยุคเริ่มต้นเป็นข้อเท็จจริงที่น่าสนใจที่สุด
อย่างหนึ่งในวิชาฟิสิกส์ดาราศาสตร์ การสังเคราะห์นิวเคลียสของบิกแบง (BBN) เริ่มต้นขึ้นเมื่อเอกภพเย็นลงมากพอที่โปรตอนและนิวตรอนซึ่งเพิ่งก่อตัวจากพลาสมาในยุคแรกเริ่มสามารถรวมตัวกันเป็นนิวเคลียสดิวทีเรียมได้ จากนั้นดิวทีเรียมก็ผ่านปฏิกิริยานิวเคลียร์ต่อไปเพื่อสร้างนิวเคลียสของฮีเลียม-4
แต่ละนิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนสองตัวและนิวตรอนสองตัว พร้อมด้วยดิวทีเรียม ฮีเลียม-3 และลิเธียม-7 ในปริมาณเล็กน้อย อันที่จริง ในตอนท้ายของ BBN (ช่วงเวลาไม่กี่นาที) หนึ่งในสี่ของสสารธรรมดาในเอกภพถูกเปลี่ยนให้เป็นฮีเลียม-4 ในขณะที่ส่วนที่เหลือทั้งหมดยกเว้นส่วนเล็กๆ ถูกทิ้งไว้
เนื่องจากจำนวนนิวเคลียสที่ผลิตขึ้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความหนาแน่นของเอกภพเมื่อมันมีอายุเพียงไม่กี่นาที เราจึงสามารถจัดการกับวิวัฒนาการของเอกภพในยุคแรกเริ่มได้โดยการวัดความอุดมสมบูรณ์ของเอกภพในปัจจุบัน (ดู “การสังเกตความอุดมสมบูรณ์”) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แบบจำลอง BBN
ให้ค่าประมาณความหนาแน่นแบริออนเฉลี่ยของเอกภพ ซึ่งเป็นตัวแปรพื้นฐานในจักรวาลวิทยา เราทราบจากการวัดการเคลื่อนที่ของดาราจักรว่าความหนาแน่นมวลรวมของเอกภพเป็นหกเท่าของความหนาแน่นของแบริออนที่ BBN สรุป ซึ่งบ่งชี้อย่างชัดเจนว่าสสารส่วนใหญ่ในเอกภพไม่ได้สร้างจากสสารแบริออน
ธรรมดา
ที่มีโปรตอนและนิวตรอน แต่เป็นสิ่งที่ลึกลับกว่าที่เรียกว่าสสารมืดความไม่ลงรอยกันระหว่าง BBN และการทดลองดังกล่าวอาจบอกใบ้ถึงกระบวนการทางกายภาพใหม่ที่อาจทำงานอยู่ในระหว่างการสังเคราะห์นิวเคลียส ตัวอย่างเช่น หากอนุภาคมูลฐานที่ไม่เคยเห็นในห้องแล็บมีอยู่ในเอกภพในยุคแรกเริ่ม
ผลกระทบของอนุภาคเหล่านี้อาจมองเห็นได้ในองค์ประกอบต่างๆ ที่เราสังเกตเห็นในปัจจุบัน ด้วยเหตุผลเหล่านี้ BBN จึงมีความสำคัญต่อการศึกษาโครงสร้างโดยรวมของเอกภพ ประวัติของสสารตั้งแต่บิกแบง และความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดระหว่างฟิสิกส์ของอนุภาคและจักรวาลวิทยา
แม้จะประสบความสำเร็จในการระบุความหนาแน่นของแบริออนของเอกภพและในการอธิบายฮีเลียมจำนวนมากที่เราสังเกตเห็น BBN ยังคงเผชิญกับความท้าทายที่สำคัญ การวัดการแผ่รังสีพื้นหลังของจักรวาลเมื่อเร็วๆ นี้ ซึ่งเผยให้เห็นเอกภพเหมือนตอนที่อะตอมก่อตัวขึ้นประมาณ 380,000 ปี
หลังบิกแบง และการกระจายขนาดใหญ่ของกาแล็กซีได้เพิ่มความแม่นยำของข้อมูลจักรวาลอย่างมาก จนถึงตอนนี้ ดูเหมือนว่าความอุดมสมบูรณ์ในยุคดึกดำบรรพ์ที่สังเกตได้ โดยเฉพาะลิเธียมนั้นไม่ตรงกับทฤษฎี BBN เลย เป้าหมายในตอนนี้คือการทำให้ BBN สอดคล้องกับความแม่นยำใหม่ของจักรวาล
วิทยา
และเพื่อปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ซึ่งมีการสังเกตความอุดมสมบูรณ์ในยุคแรกเริ่ม ย้อนเวลากลับไปทฤษฎี BBN เวอร์ชันแรกเสนอ ในทศวรรษที่ 1940 เพื่อพยายามอธิบายที่มาของทั้งหมดองค์ประกอบทางเคมี พวกเขาสันนิษฐานว่าเอกภพในยุคแรก
เริ่มนั้นร้อนมากและเต็มไปด้วยนิวตรอน จากนั้นนิวเคลียสจะก่อตัวขึ้นโดยการจับนิวตรอนทีละตัว โดยที่นิวเคลียสจะเกิดการสลายตัวแบบบีตาเป็นครั้งคราวเพื่อสร้างนิวเคลียสที่มีเลขอะตอมสูงกว่าบวกกับอิเล็กตรอนและนิวตริโน เนื่องจากความน่าจะเป็นของปฏิกิริยาเหล่านี้ไม่เป็นที่รู้จักในเวลานั้น
บางอย่างถูกเก็บเป็นความลับเนื่องจากความเกี่ยวข้องของพวกเขาในการวิจัยอาวุธปรมาณูจึงต้องคาดเดาภาพตัดขวางของพวกเขามากมาย อย่างไรก็ตาม ในการทำเช่นนั้น ทั้งคู่ตั้งสมมติฐานในแง่ดีอย่างมากว่ากระบวนการบางอย่างซึ่งขณะนั้นไม่ทราบแน่ชัดจะมีความเป็นไปได้สูงพอที่จะสร้างนิวเคลียส
การวัดความอุดมสมบูรณ์ของธาตุแสงยังคงก้าวหน้าต่อไป และในปี 2000 การวัดความหนาแน่นของแบริออนเฉลี่ยคือ 2 × 10 –31 g cm –3ให้หรือรับปัจจัยจากสามส่วน ในแง่หนึ่ง นี่เป็นกรณีที่น่าทึ่งของข้อมูลที่หลากหลายและยากต่อการได้มาซึ่งล้วนมาบรรจบกันเป็นค่าบางอย่าง ในทางกลับกัน
แถบข้อผิดพลาดที่เป็นทางการซึ่งสะท้อนถึงแหล่งที่มาของความไม่แน่นอนที่รู้จักนั้นมีขนาดเล็กมากจนจุดข้อมูลไม่สอดคล้องกันในทางเทคนิค แม้ว่าจะเป็นเรื่องง่ายที่จะจินตนาการถึงข้อผิดพลาดที่เป็นระบบเพิ่มเติมซึ่งอาจทำให้ผลลัพธ์ใกล้เคียงกันมากขึ้น เนื่องจากทั้งจากเทคนิคการสังเกตหรือผลกระทบ
ที่เกี่ยวข้องกับประวัติของเนื้อหาที่ถูกสังเกต แต่ก็ยากกว่ามากในการหาปริมาณ การวัดดิวทีเรียมในความเข้มข้นของก๊าซที่อยู่ห่างไกลระหว่างเราและควาซาร์ที่อยู่ไกลออกไปนั้นให้ความหนาแน่นแบริออนเฉลี่ยประมาณ 4 × 10 –31 g cm –3ในขณะที่การตีความอย่างง่ายที่สุดของที่ราบสูงลิเธียม
และข้อมูลฮีเลียม-4 บางส่วนได้รับการสนับสนุน ค่าที่ใกล้กว่า 1 × 10 –31 g cm –3 (ดู “การวัดจนถึงข้อมูล”) สำหรับความอุดมสมบูรณ์ในยุคแรกเริ่มของฮีเลียม-3 ประวัติศาสตร์หลัง BBN ของนิวเคลียสเหล่านี้ไม่แน่นอนเกินกว่าที่จะสามารถจำกัดความหนาแน่นของแบริออนเฉลี่ยได้ ความไม่ลงรอยกันนี้กระตุ้นให้เกิดโครงการวิจัยอย่างจริงจังโดยหลายกลุ่มในความพยายาม
แนะนำ 666slotclub / hob66
