Фізики з'ясували, чому у Всесвіті так багато найпоширенішого хімічного елемента

Дослідження опубліковано в журналі Communications Chemistry, пише Phys.

Найпоширенішим хімічним елементом у Всесвіті є водень. Йому трохи поступається в цьому плані гелій. Спочатку Всесвіт був заповнений повністю воднем і невеликою кількістю гелію. Згодом атомів водню, як і гелію, побільшало, а також з'явилися й інші важчі хімічні елементи, які створили перші зірки. Наступні покоління зірок створили ще важчі хімічні елементи, і цей процес триває і зараз.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Учені давно намагаються з'ясувати, чому Всесвіт наповнений величезною кількістю молекулярного водню, який відіграє важливу роль у створенні зірок. Річ у тім, що складно собі уявити ситуацію, в якій два атоми водню, що літають у безкрайньому космосі, зіштовхнуться та опиняться зв'язаними в молекулі.

Автори нового дослідження вважають, що каталізатором для об'єднання атомів водню в молекули може виступати космічний пил, який представляє собою частинки, що наповнюють весь Всесвіт.

Для того, щоб перевірити свою гіпотезу, фізики використовували фулерени як замінник космічного пилу. Фулерени являють собою молекулярну сполуку у вигляді сфероїдальних багатогранників, створених з атомів вуглецю.

Науковці обрали сфероїдальні молекули, які складаються з 60 атомів вуглецю, тому що вони мають багато спільних характеристик із космічним пилом. Також минулі підстави показали, що саме таких молекул існує багато в космосі.

Щоб перевірити гіпотезу про те, що космічний пил служить каталізатором для створення молекул водню, фізики створили моделювання, яке показує структуру і характеристики фулерена, що за формою нагадує футбольний м'яч. Потім вчені змоделювали, що може статися, якщо два атоми водню зіткнуться з фулереном.

Одне моделювання показало, що два атоми водню, які прикріпилися до фулерену, рухалися поверхнею молекули, доки не відбулося їхнє зіткнення. Друге моделювання показало, що один атом водню зіткнувся з іншим атомом водню, який вже був прикріплений до фулерену.

У двох цих ситуаціях, як виявили фізики, атоми водню створюватимуть молекулу водню. При цьому поділу молекули не відбулося, адже енергія від зіткнення була поглинута фулереном, а не створеною молекулою водню.

Фізики також виявили, що молекулярний водень може бути створений у такий спосіб за температури в середньому від мінус 223 до мінус 263 градуси Цельсія, хоча цей процес може відбуватися і за більш високих температур. Нагадуємо, що середня температура в космосі становить мінус 270 градусів Цельсія.

Як уже писав Фокус, фізики переосмислили роль, яку відіграє час у фізиці, і виявили новий вимір світла. Ці спалахи світла з'являються і зникають в нікуди і це схоже на магію, але це явище має наукове обґрунтування.