من بين 26 عنصرًا معروفًا حاليًا من عناصر ما بعد اليورانيوم، لم يتم العثور على 24 منها على كوكبنا. لقد خلقهم الإنسان. كيف يتم تصنيع العناصر الثقيلة وفائقة الثقل؟
القائمة الأولى المكونة من ثلاثة وثلاثين عنصرًا مفترضًا، جدول المواد التي تنتمي إلى جميع ممالك الطبيعة، والتي يمكن اعتبارها أبسط مكونات الأجسام، نشرها أنطوان لوران لافوازييه في عام 1789. جنبا إلى جنب مع الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين وسبعة عشر معادن والعديد من العناصر الحقيقية الأخرى، ظهر فيها الضوء والسعرات الحرارية وبعض الأكاسيد. وعندما توصل مندليف بعد 80 عامًا إلى الجدول الدوري، كان الكيميائيون يعرفون 62 عنصرًا. بحلول بداية القرن العشرين، كان يعتقد أن 92 عنصرا موجود في الطبيعة - من الهيدروجين إلى اليورانيوم، على الرغم من أن بعضها لم يتم اكتشافه بعد، ومع ذلك، في نهاية القرن التاسع عشر، افترض العلماء وجود العناصر يلي اليورانيوم في الجدول الدوري (ترانس اليورانيوم)، لكن كان من المستحيل العثور عليه. ومن المعروف الآن أن القشرة الأرضية تحتوي على كميات ضئيلة من العناصر 93 و94 - النبتونيوم والبلوتونيوم. ولكن تاريخيا، تم الحصول على هذه العناصر لأول مرة بشكل مصطنع وبعد ذلك فقط تم اكتشافها في تكوين المعادن.
من بين العناصر الـ 94 الأولى، 83 منها إما لها نظائر مستقرة أو طويلة العمر، ونصف أعمارها يمكن مقارنتها بعمر النظام الشمسي (جاءت إلى كوكبنا من سحابة كوكبية أولية). عمر العناصر الطبيعية الـ 11 المتبقية أقصر بكثير، وبالتالي فهي تظهر في القشرة الأرضية فقط نتيجة للتحلل الإشعاعي لفترة قصيرة. ولكن ماذا عن جميع العناصر الأخرى، من 95 إلى 118؟ لا يوجد أحد على كوكبنا. تم الحصول عليها جميعا بشكل مصطنع.
أول مصطنع
إن إنشاء العناصر الاصطناعية له تاريخ طويل. أصبح الاحتمال الأساسي لذلك واضحًا في عام 1932، عندما توصل فيرنر هايزنبرج وديمتري إيفانينكو إلى استنتاج مفاده أن النوى الذرية تتكون من بروتونات ونيوترونات. وبعد ذلك بعامين، حاولت مجموعة إنريكو فيرمي إنتاج اليورانيوم العابر عن طريق تشعيع اليورانيوم بالنيوترونات البطيئة. كان من المفترض أن تلتقط نواة اليورانيوم نيوترونًا أو نيوترونين، وبعد ذلك ستخضع لتحلل بيتا لإنتاج العنصر 93 أو 94. حتى أنهم سارعوا إلى الإعلان عن اكتشاف الترانسوران، الذي أطلق عليه فيرمي اسم الأوزونيوم والهسبيريوم في خطابه بمناسبة جائزة نوبل عام 1938. ومع ذلك، سرعان ما أظهر عالما الكيمياء الإشعاعية الألمانيان أوتو هان وفريتز ستراسمان، جنبًا إلى جنب مع الفيزيائية النمساوية ليز مايتنر، أن فيرمي كان مخطئًا: كانت هذه النويدات نظائر لعناصر معروفة بالفعل، ناتجة عن انقسام نوى اليورانيوم إلى أزواج من شظايا لها نفس الكتلة تقريبًا . كان هذا الاكتشاف، الذي تم إجراؤه في ديسمبر 1938، هو الذي جعل من الممكن إنشاء مفاعل نووي وقنبلة ذرية. ولم يكن العنصر الأول الذي تم تصنيعه هو ما بعد اليورانيوم على الإطلاق، بل كان عنصرًا من مادة الإكامنجنيز، كما تنبأ به مندليف. فبحثوا عنه في الخامات المختلفة، لكن دون جدوى. وفي عام 1937، تم الحصول على الإكامنجنيز، الذي سمي فيما بعد بالتكنيتيوم (من اليونانية ؟؟؟ - الاصطناعي) عن طريق إطلاق نواة الديوتيريوم على هدف الموليبدينوم، وتم تسريعه في السيكلوترون في مختبر لورانس بيركلي الوطني.
مقذوفات خفيفة
تم الحصول على العناصر من 93 إلى 101 عن طريق تفاعل نواة اليورانيوم أو نوى ما بعد اليورانيوم اللاحقة مع النيوترونات أو الديوترونات (نوى الديوتيريوم) أو جسيمات ألفا (نوى الهيليوم). تم تحقيق النجاح الأول هنا من قبل الأمريكيين إدوين ماكميلان وفيليب أبيلسون، اللذين قاما في عام 1940 بتصنيع النبتونيوم 239، والعمل على فكرة فيرمي: التقاط النيوترونات البطيئة بواسطة اليورانيوم 238 واضمحلال بيتا اللاحق لليورانيوم 239. تم اكتشاف العنصر 94 - البلوتونيوم - لأول مرة أثناء دراسة اضمحلال بيتا للنبتونيوم 238 الذي تم الحصول عليه عن طريق قصف الديوترون لليورانيوم في السيكلوترون بجامعة كاليفورنيا في بيركلي في أوائل عام 1941. وسرعان ما أصبح من الواضح أن البلوتونيوم 239، تحت تأثير النيوترونات البطيئة، ليس أسوأ من اليورانيوم 235 ويمكن أن يكون بمثابة ملء قنبلة ذرية. لذلك، تم تصنيف جميع المعلومات حول إنتاج وخصائص هذا العنصر، ولم تظهر مقالة ماكميلان وجلين سيبورج (لاكتشافاتهم التي حصلوا على جائزة نوبل لعام 1951) وزملائهم برسالة حول ثاني ما بعد اليورانيوم مطبوعة إلا في عام 1946 كما تأخرت السلطات الأمريكية لمدة ست سنوات تقريبًا نشر اكتشاف العنصر 95، الأمريسيوم، الذي عزلته مجموعة سيبورج في نهاية عام 1944 من منتجات القصف النيوتروني للبلوتونيوم في مفاعل نووي. وقبل بضعة أشهر، حصل فيزيائيون من نفس الفريق على النظير الأول للعنصر 96 بوزن ذري 242، تم تصنيعه عن طريق قصف اليورانيوم 239 بجسيمات ألفا المتسارعة. تم تسميته بالكوريوم تقديراً للإنجازات العلمية لبيير وماري كوري، وبالتالي فتح تقليد تسمية الترانسوران تكريماً لكلاسيكيات الفيزياء والكيمياء، وأصبح موقع إنشاء السيكلوترون مقاس 60 بوصة في جامعة كاليفورنيا ثلاثة عناصر أخرى، 97 و 98 و 101 . تم تسمية الأولين على اسم مكان ميلادهم - البركيليوم وكاليفورنيوم. تم تصنيع بيركلي في ديسمبر 1949 عن طريق قصف هدف الأمريسيوم بجسيمات ألفا، ثم تم تصنيع الكاليفورنيوم بعد شهرين بنفس القصف بالكوريوم. تم اكتشاف العنصرين 99 و 100، أينشتاينيوم والفرميوم، أثناء التحليل الكيميائي الإشعاعي للعينات التي تم جمعها في منطقة إنيويتاك أتول، حيث قام الأمريكيون في 1 نوفمبر 1952 بتفجير شحنة نووية حرارية تبلغ سعتها عشرة ميغا طن "مايك"، والتي كانت قشرتها مصنوعة من اليورانيوم 238. أثناء الانفجار، امتصت نوى اليورانيوم ما يصل إلى خمسة عشر نيوترونًا، وبعد ذلك تعرضت لسلسلة من تحلل بيتا، مما أدى إلى تكوين هذه العناصر. تم اكتشاف العنصر 101، المندليفيوم، في أوائل عام 1955. أخضع سيبورج وألبرت غيورسو وبرنارد هارفي وغريغوري شوبين وستانلي طومسون لقصف جسيمات ألفا لحوالي مليار (وهذا عدد صغير جدًا، ولكن لم يكن هناك المزيد) من ذرات الأينشتاينيوم المترسبة كهربائيًا على رقائق الذهب. وعلى الرغم من كثافة الشعاع العالية للغاية (60 تريليون جسيم ألفا في الثانية)، تم الحصول على 17 ذرة مندليفيوم فقط، ولكن تم تحديد خصائصها الإشعاعية والكيميائية.
الأيونات الثقيلة
كان المندليفيوم آخر ما بعد اليورانيوم الذي تم إنتاجه باستخدام النيوترونات أو الديوترونات أو جسيمات ألفا. للحصول على العناصر التالية، كانت هناك حاجة إلى أهداف من العنصر رقم 100 - الفرميوم، والذي كان من المستحيل تصنيعه في ذلك الوقت (حتى الآن يتم الحصول على الفرميوم بكميات النانوجرام في المفاعلات النووية: فقد استخدموا الذرات المتأينة التي تحتوي نواتها). أكثر من بروتونين لقصف الأهداف وتسمى بالأيونات الثقيلة. لتسريع الحزم الأيونية، كانت هناك حاجة إلى مسرعات متخصصة. تم إطلاق أول آلة من هذا النوع، HILAC (المعجل الخطي الأيوني الثقيل)، في بيركلي في عام 1957، والثانية، السيكلوترون U-300، تم إطلاقها في مختبر التفاعلات النووية التابع للمعهد المشترك للأبحاث النووية في دوبنا في عام 1960. في وقت لاحق، تم تشغيل وحدات U-400 وU-400M الأكثر قوة في دوبنا. يعمل مسرع UNILAC (المعجل الخطي العالمي) آخر في مركز هيلمهولتز الألماني لأبحاث الأيونات الثقيلة في فيكهاوزن، إحدى مناطق دارمشتات، منذ نهاية عام 1975. أثناء قصف الأهداف المصنوعة من الرصاص أو البزموت أو اليورانيوم أو ما بعد اليورانيوم بـ أيونات ثقيلة، وهي نوى شديدة الإثارة (ساخنة) إما أن تتفكك أو تطلق طاقة زائدة من خلال انبعاث (تبخر) النيوترونات. في بعض الأحيان تنبعث هذه النوى من نيوترون واحد أو اثنين، وبعد ذلك تخضع لتحولات أخرى - على سبيل المثال، اضمحلال ألفا. هذا النوع من التوليف يسمى البرد. في دارمشتات، تم الحصول على عناصر بأرقام من 107 (البوريوم) إلى 112 (كوبرنيسيوم). بنفس الطريقة، في عام 2004، أنشأ الفيزيائيون اليابانيون ذرة واحدة من العنصر 113 (قبل عام تم الحصول عليها في دوبنا). أثناء الاندماج الساخن، تفقد نوى حديثي الولادة المزيد من النيوترونات - من ثلاثة إلى خمسة. بهذه الطريقة، قام بيركلي ودوبنا بتركيب العناصر من 102 (نوبيليوم) إلى 106 (سيبورجيوم، تكريما لجلين سيبورج، الذي تم إنشاء تسعة عناصر جديدة تحت قيادته). في وقت لاحق، في دوبنا، تم تصنيع ستة من أضخم الأوزان الثقيلة بهذه الطريقة - من 113 إلى 118. لقد وافق الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC، الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية) حتى الآن فقط على أسماء العنصرين 114 (فليروفيوم) و116 (ليفرموريوم).
ثلاث ذرات فقط
العنصر 118 بالاسم المؤقت ununoctium والرمز Uuo (وفقًا لقواعد IUPAC، يتم تشكيل الأسماء المؤقتة للعناصر من الجذور اللاتينية واليونانية لأسماء أرقام أعدادها الذرية، un-un-oct (ium) - 118) تم إنشاؤه من خلال الجهود المشتركة لمجموعتين علميتين: دوبنا تحت قيادة يوري أوغانيسيان ومختبر ليفرمور الوطني تحت قيادة كينتون مودي، طالب سيبورج. يقع الأنونوكتيوم أسفل غاز الرادون في الجدول الدوري، وبالتالي قد يكون غازًا نبيلًا. ومع ذلك، لم يتم تحديد خصائصه الكيميائية بعد، حيث قام الفيزيائيون بتكوين ثلاث ذرات فقط من هذا العنصر برقم كتلة 294 (118 بروتونًا، 176 نيوترونًا) وعمر نصف يبلغ حوالي ميلي ثانية: اثنتان في عام 2002 وواحدة في عام 2002. 2005. تم الحصول عليها عن طريق قصف هدف مصنوع من كاليفورنيا 249 (98 بروتونًا، 151 نيوترونًا) بأيونات نظير الكالسيوم الثقيل بكتلة ذرية 48 (20 بروتونًا و28 نيوترونًا)، تم تسريعها في مسرع U-400. كان العدد الإجمالي لـ "رصاصات" الكالسيوم 4.1x1019 ، وبالتالي فإن إنتاجية "مولد الأنونوكتيوم" من Dubna منخفضة للغاية. ومع ذلك، وفقًا لكينتون مودي، فإن U-400 هي الآلة الوحيدة في العالم التي كان من الممكن تصنيع العنصر رقم 118 عليها يستخدم لنمذجة خصائص النوى فائقة الثقل. على وجه الخصوص، فإن العمل على تركيب العنصر 118 جعل من الممكن التخلص من العديد من النماذج السابقة، كما يتذكر كينتون مودي. - صنعنا الهدف من الكاليفورنيوم لعدم توفر العناصر الأثقل بالكميات المطلوبة. يحتوي الكالسيوم-48 على ثمانية نيوترونات إضافية مقارنة بنظيره الرئيسي الكالسيوم-40. وعندما اندمجت نواته مع نواة الكاليفورنيوم، تكونت نواة تحتوي على 179 نيوترونًا. وكانت في حالة شديدة الإثارة، وبالتالي غير مستقرة بشكل خاص، وسرعان ما خرجت منها، متخلصة من النيوترونات. ونتيجة لذلك، حصلنا على نظير العنصر 118 الذي يحتوي على 176 نيوترونًا. وكانت هذه ذرات محايدة حقيقية تحتوي على مجموعة كاملة من الإلكترونات! ولو أنهم عاشوا لفترة أطول قليلاً، لكان من الممكن الحكم على خصائصهم الكيميائية.
متوشالح رقم 117
تم الحصول على العنصر 117، المعروف أيضًا باسم أنونسبتيوم، لاحقًا - في مارس 2010. تم إنشاء هذا العنصر على نفس الجهاز U-400، حيث، كما كان من قبل، تم إطلاق أيونات الكالسيوم -48 على هدف مصنوع من البركيليوم -249، الذي تم تصنيعه في مختبر أوك ريدج الوطني. عندما اصطدمت نواة البركيليوم والكالسيوم، ظهرت نواة الأنونسبتيوم -297 شديدة الإثارة (117 بروتونًا و180 نيوترونًا). تمكن المجربون من الحصول على ستة نوى، خمسة منها تبخرت أربعة نيوترونات وتحولت إلى أنونسبتيوم-293، والباقي أطلق ثلاثة نيوترونات وأدى إلى أنونوسبتيوم-294. بالمقارنة مع الأنونكتيوم، تبين أن الأنونسبتيوم هو ميثوسيلا حقيقي. يبلغ عمر النصف للنظير الأخف 14 مللي ثانية، والنظير الأثقل 78 مللي ثانية! في عام 2012، حصل فيزيائيو دوبنا على خمس ذرات أخرى من الأنونسبتيوم-293، وبعد ذلك عدة ذرات من كلا النظيرين. في ربيع عام 2014، أعلن علماء من دارمشتات عن تخليق أربع نوى للعنصر 117، اثنتان منها تمتلكان كتلة ذرية قدرها 294. وكان نصف عمر هذا الأنونسبتيوم "الثقيل"، الذي قاسه العلماء الألمان، حوالي 51 مللي ثانية ( وهذا يتفق جيدًا مع تقديرات العلماء من دوبنا) الآن في دارمشتات يقومون بإعداد مشروع لمسرع خطي جديد للأيونات الثقيلة على مغناطيس فائق التوصيل، مما سيسمح بتخليق العنصرين 119 و 120. ويجري تنفيذ خطط مماثلة في دوبنا، حيث يجري بناء سيكلوترون جديد DS-280. من الممكن أنه في غضون سنوات قليلة فقط، سيصبح تصنيع اليورانيوم الفوقي الجديد ممكنًا. وإنشاء العنصر 120 أو حتى 126 الذي يحتوي على 184 نيوترونًا واكتشاف جزيرة الاستقرار سيصبح حقيقة.
حياة طويلة في جزيرة الاستقرار
يوجد داخل النواة أغلفة بروتونية ونيوترونية، تشبه إلى حد ما أغلفة الإلكترون للذرات. النوى ذات الأصداف المملوءة بالكامل مقاومة بشكل خاص للتحولات التلقائية. تسمى أعداد النيوترونات والبروتونات المقابلة لهذه الأصداف بالسحر. تم تحديد بعضها تجريبيًا - وهي 2 و 8 و 20 و 28.تتيح نماذج الغلاف إمكانية حساب "الأرقام السحرية" للنوى فائقة الثقل نظريًا، ولكن دون ضمان كامل. هناك سبب لتوقع أن النيوترون رقم 184 سيكون سحريًا. يمكن أن يتوافق مع أرقام البروتونات 114 و120 و126، والأخير، مرة أخرى، يجب أن يكون سحريًا. إذا كان الأمر كذلك، فإن نظائر العناصر 114 و120 و126، التي يحتوي كل منها على 184 نيوترونًا، ستعيش لفترة أطول بكثير من جيرانها في الجدول الدوري - دقائق أو ساعات أو حتى سنوات (هذه المنطقة من الجدول هي تسمى عادة جزيرة الاستقرار). يعلق العلماء أكبر آمالهم على النظير الأخير ذو النواة السحرية المضاعفة.
طريقة دوبنينسكي
عندما يدخل أيون ثقيل إلى منطقة القوى النووية للهدف، يمكن أن تتشكل نواة مركبة في حالة مثارة. فهو إما يتحلل إلى شظايا ذات كتلة متساوية تقريبًا، أو ينبعث (يتبخر) عدة نيوترونات ويمر إلى الحالة الأرضية (غير المثارة).
"تم إنشاء العناصر من 113 إلى 118 بناءً على طريقة رائعة تم تطويرها في دوبنا تحت قيادة يوري أوغانيسيان"، يوضح ألكسندر ياكوشيف، عضو فريق دارمشتات. - بدلاً من النيكل والزنك، اللذين تم استخدامهما لإطلاق النار على أهداف في دارمشتات، أخذ أوغانيسيان نظيرًا بكتلة ذرية أقل بكثير - الكالسيوم -48. الحقيقة هي أن استخدام النوى الخفيفة يزيد من احتمالية اندماجها مع النوى المستهدفة. كما أن نواة الكالسيوم-48 سحرية بشكل مضاعف، لأنها تتكون من 20 بروتونًا و28 نيوترونًا. ولذلك فإن اختيار أوغانيسيان ساهم بشكل كبير في بقاء النوى المركبة التي تنشأ عند إطلاق النار على الهدف. ففي نهاية المطاف، لا يمكن للنواة أن تتخلص من عدة نيوترونات وتنتج يورانيوم ما بعد جديد فقط إذا لم تتفكك إلى شظايا بعد الولادة مباشرة. لتجميع العناصر فائقة الثقل بهذه الطريقة، صنع فيزيائيو دوبنا أهدافًا من ما بعد اليورانيوم المنتج في الولايات المتحدة الأمريكية - أولًا البلوتونيوم، ثم الأمريسيوم، والكوريوم، والكاليفورنيوم، وأخيرًا البركيليوم. نسبة الكالسيوم 48 في الطبيعة هي 0.7% فقط. ويتم استخراجه باستخدام الفواصل الكهرومغناطيسية، وهو إجراء مكلف. ويكلف الملليغرام الواحد من هذا النظير حوالي 200 دولار. وتكفي هذه الكمية لمدة ساعة أو ساعتين من قصف الهدف، وتستمر التجارب لأشهر. الأهداف نفسها أكثر تكلفة، وسعرها يصل إلى مليون دولار. إن دفع فواتير الكهرباء يكلف أيضًا فلسًا واحدًا - حيث تستهلك مسرعات الأيونات الثقيلة ميجاوات من الطاقة. وبشكل عام، فإن تخليق العناصر فائقة الثقل ليس متعة رخيصة».
34. تركيب العناصر الكيميائية، تخليق عناصر ما بعد اليورانيوم.
في عام 1861، الكيميائي الروسي المتميز أ.م
خلق وأثبت نظرية التركيب الكيميائي للمادة، وفقا ل
حيث يتم تحديد خواص المواد حسب ترتيب الروابط الذرات فيها
الجزيئات وتأثيرها المتبادل. في عام 1869، اكتشف د
أحد القوانين الأساسية للعلوم الطبيعية هو القانون الدوري
العناصر الكيميائية، وصيغتها الحديثة هي كما يلي:
تعتمد خصائص العناصر الكيميائية بشكل دوري على الشحنة الكهربائية لنواتها.
35. "المنشئ" الذري الجزيئي لبنية المادة. الفرق بين الطريقتين الفيزيائية والكيميائية في دراسة خواص المادة.
الذرة هي أصغر جسيم لعنصر كيميائي معين. يتم تمثيل جميع الذرات الموجودة في الطبيعة في نظام مندليف الدوري للعناصر.
ترتبط الذرات في الجزيء من خلال روابط كيميائية تعتمد على التفاعل الكهربائي. يمكن أن يختلف عدد الذرات الموجودة في الجزيء. يمكن أن يتكون الجزيء من ذرة واحدة، أو اثنتين، أو ثلاث، أو حتى عدة مئات من الذرات.
تشمل أمثلة الجزيئات ثنائية الذرة CO، NO، O 2، H 2، الجزيئات الثلاثية - CO 2، H 2 O، SO 2، الجزيئات الرباعية الذرات - NH 3. وهكذا، يتكون الجزيء من ذرة واحدة أو أكثر من عنصر كيميائي واحد أو عناصر مختلفة.
يمكن تعريف الجزيء بأنه أصغر جسيم لمادة معينة لها خصائصها الكيميائية. توجد بين جزيئات أي جسم قوى التفاعل - الجذب والتنافر. قوى الجذب تضمن وجود الجسم ككل. ومن أجل تقسيم الجسم إلى أجزاء، يجب بذل جهد كبير. يتم الكشف عن وجود قوى تنافر بين الجزيئات عند محاولة ضغط جسم ما.
40. المهام الرئيسية لعلم الكونيات. حل مسألة أصل الكون في مراحل مختلفة من تطور الحضارة.
علم الكونيات هو دراسة الخصائص الفيزيائية للكون ككل. على وجه الخصوص، هدفه هو إنشاء نظرية لمنطقة الفضاء بأكملها التي تغطيها الملاحظات الفلكية، والتي يطلق عليها عادةً اسم Metagalaxy.
وكما هو معروف، فإن النظرية النسبية تؤدي إلى استنتاج مفاده أن وجود كتل كبيرة يؤثر على خصائص الزمكان. تتغير خصائص الفضاء الإقليدي المعتاد (على سبيل المثال، مجموع زوايا المثلث، وخصائص الخطوط المتوازية) بالقرب من الكتل الكبيرة، أو كما يقولون، "المنحنيات" الفضائية. هذا الانحناء في الفضاء الناتج عن الكتل الفردية (على سبيل المثال، النجوم) صغير جدًا.
وبالتالي، ينبغي توقع أنه بسبب انحناء الفضاء، يجب أن يغير شعاع الضوء بالقرب من الشمس اتجاهه. إن القياسات الدقيقة لمواقع النجوم القريبة من الشمس ووقت الكسوف الكلي للشمس تجعل من الممكن التقاط هذا التأثير، ولكن في حدود دقة القياس.
ومع ذلك، فإن التأثير الكلي للكتل الجاذبة (أي التي تمتلك جاذبية) لجميع المجرات والمجرات الفائقة يمكن أن يسبب انحناء معين للفضاء ككل، مما سيؤثر بشكل كبير على خصائصه، وبالتالي، على تطور الكون بأكمله.
حتى صياغة مشكلة التحديد (استنادًا إلى قوانين النسبية) لخصائص المكان والزمان مع التوزيع التعسفي للكتل أمر صعب للغاية. ولذلك، عادة ما يتم النظر في بعض المخططات التقريبية التي تسمى نماذج الكون.
أبسطها يعتمد على افتراض أن المادة الموجودة في الكون على نطاقات كبيرة يتم توزيعها بالتساوي (التجانس)، وأن خصائص الفضاء هي نفسها في جميع الاتجاهات (التناحي). يجب أن يكون لمثل هذا الفضاء بعض الانحناء، ويتم استدعاء النماذج المقابلة
نماذج متناحية متجانسة للكون.
حلول معادلات أينشتاين الجاذبية لحالة الخواص المتجانسة
تظهر النماذج أن المسافات بين عدم التجانس الفردي، إذا
باستثناء حركاتها الفوضوية الفردية (سرعاتها الخاصة)، لا يمكن أن تظل ثابتة: يجب على الكون إما أن ينكمش، أو،
بما يتفق مع الملاحظات، وتوسيع. إذا تجاهلنا السرعات الغريبة
المجرات، فإن سرعة الإزالة المتبادلة لأي جسمين في الكون أكبر، كلما زادت المسافة بينهما. بالنسبة للمسافات الصغيرة نسبيًا، يكون هذا الاعتماد خطيًا، ومعامل التناسب هو ثابت هابل. ويترتب على ما سبق أن المسافة بين أي زوج من الأجسام هي دالة للزمن. ويعتمد شكل هذه الدالة على إشارة انحناء الفضاء. إذا كان الانحناء سلبيا، فإن "الكون" يتوسع طوال الوقت. عند انحناء صفر، يتوافق مع؛ الفضاء الإقليدي، يحدث التوسع مع تباطؤ، ويميل معدل التوسع إلى الصفر. وأخيرًا، فإن توسع "الكون"، الذي يتمتع بانحناء إيجابي، يجب أن يفسح المجال للضغط في حقبة ما.
في الحالة الأخيرة، بسبب الهندسة غير الإقليدية، يجب أن يكون الفضاء
النهائي، أي. يكون لها حجم محدود معين في أي وقت معين،
عدد محدود من النجوم والمجرات وما إلى ذلك. ومع ذلك، فإن "حدود" الكون، بطبيعة الحال،
لا يمكن أن يكون في أي حال.
نموذج ثنائي الأبعاد لمثل هذا الفضاء المغلق ثلاثي الأبعاد
سطح البالون المتضخم. تم تصوير المجرات في هذا النموذج على أنها مسطحة
شخصيات مرسومة على السطح. ومع تمدد الكرة، تزداد مساحة السطح والمسافة بين الأشكال. على الرغم من أنه من حيث المبدأ، يمكن لهذه الكرة أن تنمو بلا حدود، إلا أن مساحة سطحها تكون محدودة في أي وقت.
ومع ذلك، في الفضاء ثنائي الأبعاد (السطح) لا توجد حدود. يعتمد انحناء الفضاء في النموذج الخواص المتجانس على قيمة متوسط كثافة المادة، فإذا كانت الكثافة أقل من قيمة حرجة معينة، يكون الانحناء سالبًا وتحدث الحالة الأولى. الحالة الثانية (الانحناء الصفري) تحدث عند قيمة كثافة حرجة. وأخيرًا، عندما تكون الكثافة أكبر من ¾ الحرجة، يكون الانحناء موجبًا (الحالة الثالثة). أثناء عملية التوسع، قد تتغير القيمة المطلقة للانحناء، ولكن علامته
يبقى ثابتا.
يتم التعبير عن قيمة الكثافة الحرجة من خلال ثابت هابل H وثابت الجاذبية f على النحو التالي: عند H = 55 كم/ثانية × Mpc، r cr = 5 × 10-30 جم/سم3 مع الأخذ في الاعتبار جميع الكتل المعروفة في مسارات Metagalaxy لتقدير متوسط الكثافة بحوالي 5×10-31 جم/سم3
ومع ذلك، فمن الواضح أن هذا هو الحد الأدنى، لأن كتلة الوسط غير المرئي بين المجرات ليست معروفة بعد. ولذلك، فإن تقدير الكثافة الحالي لا يوفر أساسًا للحكم على علامة انحناء الفضاء الحقيقي.
من حيث المبدأ، هناك طرق أخرى لاختيار النموذج الأكثر واقعية للكون تجريبيًا ممكنة استنادًا إلى تحديد الانزياح الأحمر للأجسام الأكثر بعدًا (التي انبعث منها الضوء الذي وصل إلينا منذ مئات الملايين ومليارات السنين) ومقارنة هذه السرعات مع المسافات إلى الأشياء التي تم العثور عليها بطرق أخرى. في الواقع، بهذه الطريقة، يتم تحديد التغير في معدل التوسع بمرور الوقت من خلال الملاحظة. الملاحظات الحديثة ليست دقيقة جدًا حتى الآن بحيث يمكن للمرء أن يحكم بثقة على علامة انحناء الفضاء. ولا يسعنا إلا أن نقول إن انحناء الفضاء في الكون يقترب من الصفر.
ثابت هابل، الذي يلعب دورًا مهمًا في نظرية الخواص المتجانسة
الكون له معنى مادي غريب. لتوضيح ذلك، يجب عليك
انتبه إلى أن الكمية المتبادلة 1/H لها بعد زمني و
يساوي 1/H = 6×1017 ثانية أو 20 مليار سنة. من السهل معرفة ما هو عليه
الفترة الزمنية اللازمة لتوسع Metagalaxy إلى حالته الحالية، بشرط ألا يتغير معدل التوسع في الماضي. ومع ذلك، فإن مسألة ثبات هذه السرعة، والمراحل السابقة واللاحقة (فيما يتعلق بالمراحل الحديثة) لتوسع الكون لا تزال غير مفهومة بشكل جيد.
إن التأكيد على أن الكون كان بالفعل في حالة خاصة ما هو الانبعاث الراديوي الكوني الذي تم اكتشافه في عام 1965، والذي يسمى الإشعاع المتبقي (أي المتبقي). طيفه حراري ويعيد إنتاج منحنى بلانك عند درجة حرارة حوالي 3 درجات كلفن. [لاحظ أنه، وفقًا للصيغة، يحدث الحد الأقصى لهذا الإشعاع عند طول موجة يبلغ حوالي 1 مم، وهو قريب من نطاق الطيف الكهرومغناطيسي الذي يمكن الوصول إليه من خلال عمليات الرصد من الأرض.
السمة المميزة لإشعاع الخلفية الكونية الميكروي هي توحيده
الشدة في جميع الاتجاهات (الخواص). كانت هذه الحقيقة هي التي جعلت من الممكن عزل مثل هذا الإشعاع الضعيف بحيث لا يمكن ربطه بأي جسم أو منطقة في السماء.
تم إعطاء اسم "الإشعاع الأثري" لأن هذا الإشعاع يجب أن يكون بقايا
إشعاع الكون الذي كان موجودا في عصر كثافته العالية عندما كان
كانت معتمة للإشعاع الخاص بها. يظهر الحساب أن هذا ينبغي
حدثت بكثافة r > 10-20 جم/سم3 (متوسط تركيز الذرات
حوالي 104 سم -3)، أي. عندما كانت الكثافة أعلى بمليار مرة مما هي عليه اليوم.
وبما أن الكثافة تختلف عكسيا مع مكعب نصف القطر، بافتراض ذلك
توسع الكون في الماضي هو نفسه كما هو الحال الآن، لقد حصلنا على ذلك في العصر
العتامة، كانت جميع المسافات في الكون أصغر بـ 1000 مرة. كان الطول الموجي l أصغر بنفس العدد من المرات. لذلك، فإن الكمات، التي يبلغ طولها الموجي الآن 1 مم، كان لها في السابق طول موجي يبلغ حوالي 1 ميكرومتر، وهو ما يتوافق مع الحد الأقصى للإشعاع عند درجة حرارة حوالي 3000 درجة كلفن.
وبالتالي، فإن وجود إشعاع الخلفية الكونية الميكروي ليس فقط مؤشرًا على الكثافة العالية للكون في الماضي، ولكن أيضًا على درجة حرارته المرتفعة (النموذج "الساخن" للكون).
حول ما إذا كان الكون في حالات أكثر كثافة، مصحوبًا
درجات حرارة أعلى بكثير، من حيث المبدأ يمكن للمرء أن يحكم
بناءً على دراسة مماثلة للنيوترينوات الأثرية. بالنسبة لهم، التعتيم
يجب أن يحدث الكون بكثافة ص "107 جم / سم 3، والتي يمكن أن تكون فقط
في المراحل المبكرة جدًا من تطور الكون. كما هو الحال
إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، عندما يدخل الكون بسبب التوسع
في حالة ذات كثافة أقل، تتوقف النيوترينوات عن التفاعل مع بقية المادة، كما لو كانت "تنفصل" عنها، ولا تخضع بعد ذلك إلا لتحول أحمر كوني بسبب التوسع. ولسوء الحظ، فإن اكتشاف مثل هذه النيوترينوات، التي يجب أن تكون طاقتها حاليًا لا تتجاوز بضعة أجزاء من عشرة آلاف من الإلكترون فولت، من غير المرجح أن يتم تنفيذها في المستقبل القريب.
يتيح لنا علم الكونيات، من حيث المبدأ، الحصول على فكرة عما هو أكثر عمومية
قوانين هيكل وتطور الكون. من السهل أن نفهم مدى ضخامة ذلك
هذا القسم من علم الفلك مهم لتكوين الصحيح
النظرة المادية للعالم. من خلال دراسة قوانين الكون ككل، نفهم بشكل أعمق خصائص المادة والمكان والزمان. البعض منهم
على سبيل المثال، خصائص المكان والزمان المادي الحقيقي بشكل عام
المقاييس، لا يمكن دراستها إلا في إطار علم الكونيات. ولذلك فإن نتائجها ذات أهمية قصوى ليس فقط لعلم الفلك والفيزياء، اللذين يحصلان على فرصة توضيح قوانينهما، ولكن أيضًا للفلسفة، التي تكتسب مادة واسعة النطاق لتعميم قوانين العالم المادي.
توليف العناصر
في أوائل الأربعينيات، حاولوا استخدام فكرة الانفجار الكبير لشرح أصل العناصر الكيميائية. اقترح الباحثون الأمريكيون R. Alpher وG. Gamow وR. Herman أن الكون في المراحل الأولى من وجوده كان عبارة عن كتلة من غاز النيوترون فائق الكثافة (أو كما أطلقوا عليه "ilema"). ومع ذلك، فقد تبين لاحقًا أن عددًا من العناصر الثقيلة يمكن أن تتشكل في باطن النجوم بسبب دورات التفاعلات النووية، لذلك يبدو أن الحاجة إلى "ilem" قد اختفت.
سرعان ما أدى توضيح التركيب الكيميائي للكون إلى إثارة الجدل. إذا قمنا بحساب مقدار الهيدروجين الموجود في نجوم مجرتنا والذي يجب أن "يحترق" ليتحول إلى هيليوم أثناء وجوده (10 مليارات سنة)، يتبين أن كمية الهيليوم المرصودة أكبر 20 مرة من تلك التي تم الحصول عليها وفقًا للحسابات النظرية. وهذا يعني أن مصدر تكوين الهيليوم لا ينبغي أن يكون فقط تخليقه في أعماق النجوم، ولكن أيضًا بعض العمليات الأخرى القوية جدًا. وفي النهاية كان علينا أن نعود مرة أخرى إلى فكرة الانفجار الكبير ونبحث عن مصدر الهيليوم الزائد فيه. هذه المرة، وقع النجاح على عاتق العلماء السوفييت المشهورين، الأكاديمي يا. يا. V. Zeldovich، I. D. نوفيكوف. هيكل وتطور الكون. م.، ناوكا، 1975). الأحكام الرئيسية لهذه النظرية هي كما يلي.
بدأ توسع الكون بكثافة عالية جدًا ودرجة حرارة عالية جدًا. في فجر وجوده، كان الكون أشبه بمختبر للطاقات العالية ودرجات الحرارة المرتفعة. لكن هذا، بالطبع، كان مختبرًا ليس له أي تشبيهات أرضية.
"بداية" الكون ذاتها، أي حالته، المقابلة، وفقًا للحسابات النظرية، لنصف قطر قريب من الصفر، لا تزال بعيدة عن التمثيل النظري. والحقيقة هي أن معادلات الفيزياء الفلكية النسبية تظل صالحة حتى كثافة تصل إلى 1093 جم/سم3. كان الكون المضغوط بهذه الكثافة يبلغ نصف قطره في يوم من الأيام حوالي جزء من عشرة مليارات من السنتيمتر، أي أنه كان مشابهًا في الحجم للبروتون! كانت درجة حرارة هذا الكون الصغير، والتي، بالمناسبة، تزن ما لا يقل عن 1051 طنًا، مرتفعة بشكل لا يصدق، وعلى ما يبدو، قريبة من 1032 درجة. هكذا بدا الكون بعد جزء ضئيل من الثانية من بداية "الانفجار". عند "البداية" نفسها، تتحول كل من الكثافة ودرجة الحرارة إلى اللانهاية، أي أن هذه "البداية"، باستخدام المصطلحات الرياضية، هي تلك النقطة "المفردة" الخاصة التي تفقد معادلات الفيزياء النظرية الحديثة معناها الفيزيائي. لكن هذا لا يعني أنه لم يكن هناك شيء قبل "البداية": فنحن ببساطة لا نستطيع أن نتخيل ماذاكان قبل "البداية" التقليدية للكون.
في حياتنا، الثانية هي فاصل زمني غير مهم. في اللحظات الأولى من حياة الكون (التي تُحسب تقليديًا من "البداية")، تكشفت العديد من الأحداث خلال الثانية الأولى. إن مصطلح "التوسع" هنا يبدو ضعيفا جدا، وبالتالي غير مناسب. لا، لم يكن توسعًا، بل انفجارًا قويًا.
بحلول نهاية جزء من مائة ألف من الثانية بعد "البداية"، كان الكون في حجمه الصغير يحتوي على خليط من الجسيمات الأولية: النيوكليونات والنيوكليونات المضادة، والإلكترونات والبوزيترونات، وكذلك الميزونات، والكمات الضوئية (الفوتونات). في هذا الخليط، وفقًا لـ Ya. B. Zeldovich، ربما كانت هناك جرافيتونات وكواركات افتراضية (في الوقت الحالي) ( الجرافيتونات والكواركات هي جسيمات افتراضية؛ تفاعل الجرافيتونات مع الجزيئات الأخرى يحدد مجال الجاذبية (هذه هي الكميات في مجال الجاذبية)؛ الكواركات هي "وحدات البناء الأساسية"، التي تؤدي مجموعاتها إلى ظهور مجموعة متنوعة من الجسيمات. تم بذل الكثير من الجهد والمال لاكتشاف الكواركات، لكن لم يتم العثور عليها بعد)، ولكن يبدو أن الدور الرئيسي لا يزال ينتمي إلى النيوترينوات.
عندما كان "عمر" الكون واحدًا على عشرة آلاف من الثانية، كان متوسط كثافته (10 14 جم/سم3) قريبًا بالفعل من كثافة النوى الذرية، وانخفضت درجة الحرارة إلى حوالي عدة مليارات من الدرجات. بحلول هذا الوقت، تمكنت النيوكليونات ومضادات النيوكليونات بالفعل من الإبادة، أي تدمير بعضها البعض، وتحولها إلى كميات من الإشعاع الصلب. تم الحفاظ على عدد النيوترينوات الناتج أثناء تفاعل الجسيمات وزيادته فقط، نظرًا لأن النيوترينوات تتفاعل بشكل أضعف مع الجسيمات الأخرى. أدى هذا "البحر" المتنامي من النيوترينوات إلى عزل الجسيمات الأطول عمرا - البروتونات والنيوترونات - عن بعضها البعض وتسبب في تحول البروتونات والنيوترونات إلى بعضها البعض وولادة أزواج الإلكترون والبوزيترون. من غير الواضح ما الذي يسبب الهيمنة اللاحقة للجسيمات وقلة عدد الجسيمات المضادة في عالمنا. ربما لسبب ما كان هناك عدم تناسق أولي: كان عدد الجسيمات المضادة دائمًا أقل من عدد الجسيمات، أو، كما يعتقد بعض العلماء، وبفضل آلية فصل غير معروفة حتى الآن، تم فرز الجسيمات والجسيمات المضادة، مع التركيز في أجزاء مختلفة من الجسم. الكون والجسيمات المضادة في مكان ما مثل هذا تهيمن (كما تسود الجسيمات في عالمنا)، وتشكل عالمًا مضادًا.
وفقًا لـ Ya. B. Zeldovich، "في الوقت الحالي، هناك كميات متبقية في الكون نلاحظها، بالإضافة إلى النيوترينوات والغرافيتونات، والتي لا يمكننا ملاحظتها بالوسائل الحديثة، وربما لن نتمكن من ملاحظتها للكثيرين". سنين."
لنواصل الاقتباس:
"لذلك، مع مرور الوقت، تموت جميع الجسيمات في الكون، وتبقى الكميات فقط. وهذا صحيح في حدود مائة مليون. لكن في الواقع يوجد بروتون أو نيوترون واحد لكل مائة مليون كوانتا. يتم الحفاظ على هذه الجسيمات لأنها - أي الجسيمات المتبقية - ليس لديها ما تفني به (في البداية، تُفنى النيوكليونات والبروتونات والنيوترونات مع جسيماتها المضادة). هناك عدد قليل منهم، ولكن من هذه الجزيئات، وليس من الكميات، تتكون الأرض والكواكب والشمس والنجوم "( الأرض والكون، 1969، رقم 3، ص. 8 (يا. ب. زيلدوفيتش. الكون الساخن)).
وعندما وصل عمر الكون إلى ثلث الثانية، انخفضت الكثافة إلى 107 جم/سم3، وانخفضت درجة الحرارة إلى 30 مليار درجة. في هذه اللحظة، وفقا للأكاديمي V. L. جينزبرج، يتم فصل النيوترينوات عن النيوكليونات ولم تعد تمتصها. واليوم، ينبغي أن تمتلك هذه النيوترينوات "الأولية" التي تسافر في الفضاء الخارجي طاقة لا تتجاوز بضعة أجزاء من عشرة آلاف من الإلكترون فولت. نحن لا نعرف كيفية اكتشاف مثل هذه النيوترينوات: للقيام بذلك، يجب زيادة حساسية المعدات الحديثة مئات الآلاف من المرات. إذا أمكن فعل ذلك، فإن النيوترينوات "الأولية" ستزودنا بمعلومات قيمة عن الثانية الأولى من حياة الكون.
وبحلول نهاية الثانية الأولى، كان الكون قد تمدد إلى حجم يفوق حجم النظام الشمسي الحديث بحوالي مائة مرة، والذي يبلغ قطره 15 مليار كيلومتر. الآن كثافة مادته هي 1 طن/سم3، ودرجة الحرارة حوالي 10 مليار درجة. لا شيء هنا يشبه الفضاء الحديث حتى الآن. لا توجد ذرات ونواة ذرية مألوفة لدينا، ولا توجد جسيمات أولية مستقرة.
قبل 0.9 ثانية فقط، عند درجة حرارة 100 مليار درجة، كان هناك أعداد متساوية من البروتونات والنيوترونات. ولكن مع انخفاض درجة الحرارة، تضمحل النيوترونات الأثقل إلى بروتونات وإلكترونات ونيوترينوات. وهذا يعني أن عدد البروتونات في الكون يتزايد بشكل مطرد، وأن عدد النيوترونات يتناقص.
عمر الكون ثلاث دقائق ونصف. تحدد الحسابات النظرية درجة الحرارة في هذه اللحظة عند مليار درجة والكثافة أقل بالفعل بمائة مرة من كثافة الماء. زاد حجم الكون في ثلاث دقائق ونصف فقط من الصفر تقريبًا إلى 40 سيفرت. سنين ( بالنسبة لتوسع الفضاء، فإن سرعة الضوء ليست هي الحد الأقصى). تم تهيئة الظروف التي بموجبها بدأت البروتونات والنيوترونات في الاندماج في نوى العناصر الأخف، وخاصة الهيدروجين. ويحدث بعض الاستقرار، ومع نهاية الدقيقة الرابعة من بداية "الانفجار الأول"، كان الكون يتكون من 70% هيدروجين و30% هيليوم من حيث الكتلة. ربما كان هذا هو التكوين الأصلي لأقدم النجوم. نشأت العناصر الأثقل لاحقًا نتيجة للعمليات التي تحدث في النجوم.
إن التاريخ الإضافي للكون أكثر هدوءًا من بدايته المضطربة. تباطأ معدل التوسع تدريجيًا، وانخفضت درجة الحرارة تدريجيًا، مثل متوسط الكثافة، وعندما كان عمر الكون مليون عام، أصبحت درجة حرارته منخفضة جدًا (3500 درجة كلفن) لدرجة أن البروتونات ونواة ذرات الهيليوم تمكنت بالفعل من التقاطها بحرية. الإلكترونات وتتحول إلى ذرات متعادلة. من هذه اللحظة تبدأ المرحلة الحديثة من تطور الكون. تظهر المجرات والنجوم والكواكب. وفي نهاية المطاف، وبعد عدة مليارات من السنين، أصبح الكون كما نراه.
وربما يظن بعض القراء، المذهولين من الأعداد الهائلة البعيدة عن الواقع المعتاد، أن تاريخ الكون، المرسوم بأعم المصطلحات، ليس إلا تجريدًا نظريًا، بعيدًا عن الواقع. ولكن هذا ليس صحيحا. تشرح نظرية الكون المتوسع ركود المجرات. وهذا ما تؤكده العديد من البيانات الحديثة حول الفضاء. أخيرًا، تم مؤخرًا العثور على تأكيد تجريبي آخر مقنع جدًا لحالة الحرارة الفائقة للكون القديم.
تتكون البلازما الأولية التي ملأت الكون في البداية من جسيمات أولية وكميات إشعاعية، أو فوتونات، وكان ما يسمى بغاز الفوتون. في البداية، كانت كثافة الإشعاع في «الكون الصغير» عالية جدًا، لكن مع توسعها، برد «غاز الفوتون» تدريجيًا. وهذا من شأنه أن يبرد الهواء الساخن داخل بعض الحجم المغلق الذي يتوسع باستمرار.
في الوقت الحاضر، يجب أن تبقى آثار خفية فقط من "الحرارة" الأولية. لقد انخفضت طاقة كمات "غاز الفوتون" الأساسي إلى قيمة تقابل درجة حرارة لا تتجاوز بضع درجات فوق الصفر المطلق. في الوقت الحاضر، يجب أن ينبعث "غاز الفوتون" الأساسي بكثافة أكبر في نطاق الراديو الذي يبلغ سنتيمترًا.
هذه هي التوقعات النظرية. لكن تم تأكيدها من خلال الملاحظات. وفي عام 1965، اكتشف فيزيائيو الراديو الأمريكيون انبعاثًا راديويًا ضجيجًا عند موجة تبلغ 7.3 سم، وجاء هذا الانبعاث بشكل موحد من جميع النقاط في السماء، ومن الواضح أنه لم يكن مرتبطًا بأي مصدر راديوي كوني منفصل. ولا يقع اللوم على محطات الراديو الأرضية ولا على التداخل الناتج عن أجهزة الراديو.
هذه هي الطريقة التي تم بها اكتشاف إشعاع الخلفية الكونية الميكروي للكون، وهو ما تبقى من درجة حرارته الأصلية المرتفعة بشكل لا يمكن تصوره. وهكذا، تم تأكيد النموذج "الساخن" للكون الأولي، الذي تم حسابه نظريًا بواسطة Ya. B. Zeldovich وطلابه.
لذلك، على ما يبدو، ولد الكون نتيجة "الانفجار الأول" القوي. من كتلة صغيرة جدًا من المادة والإشعاع، ولكنها ثقيلة جدًا وكثيفة للغاية وساخنة للغاية، على مدار عدة مليارات من السنين، نشأ ما نسميه الآن بالفضاء.
عندما توسع الكون من كتلة صغيرة جدًا ولكن كثيفة بشكل لا يمكن تصوره من المادة إلى أبعاد كونية، فمن المحتمل أن كرته العملاقة، التي لا تزال شديدة الحرارة وفائقة الكثافة، تفككت إلى العديد من "الشظايا". وقد يكون هذا نتيجة، على سبيل المثال، لعدم تجانس الكرة واختلاف معدلات العمليات التي تحدث فيها.
كل من "الشظايا"، التي تتكون من مادة نجمية ذات احتياطيات هائلة من الطاقة، تفككت بدورها بمرور الوقت. من الممكن أن تكون منتجات الاضمحلال عبارة عن أشباه النجوم - أجنة المجرات. كما يعتقد الأكاديمي V. A. Ambartsumyan وباحثون آخرون، فإن نوى النجوم الزائفة (وكذلك نوى المجرات) تحتوي على مادة نجمية، لا يمكننا تحديد خصائصها بعد، وتتكون طبقاتها الخارجية من البلازما والغازات، وكثافتها أعلى بعدة مرات فقط من كثافة المادة في المجرات. إذا كان الأمر كذلك، فيجب علينا أن نعترف بأن "الانفجار الأول" والانفجارات الثانوية اللاحقة قذفت إلى الفضاء ليس فقط "شظايا" من المادة النجمية، ولكن أيضًا مادة منتشرة - البلازما، والغازات التي تشكلت منها مادة الغبار. في الوقت نفسه، من الضروري الاعتقاد بأن المحتوى الأولي للمادة الغازية والغبار في الكون كان أعلى بكثير مما هو عليه الآن.
مهما كان الأمر، وفقا لأفكارنا الحديثة، حتى مرحلة ظهور المجرات، سادت العمليات الانفجارية في الكون. ولكن كما رأينا، فإن العمليات الانفجارية هي أيضًا سمة من سمات مرحلة المجرات، على الرغم من أن شدتها تنخفض في عملية تطور المجرات - من المظاهر العنيفة للطاقة في مجرتي ماركاريان وسيفيرت إلى التدفق الهادئ للمادة من قلب المجرات. مثل بلدنا. وهكذا، فإن نظرية الكون المتوسع قد تكون متوافقة مع مفهوم الأكاديمي أمبارتسوميان، الذي يعتمد على اكتشافاته الخاصة واكتشافات معاونيه، وكذلك على أعمال علماء الفلك الأجانب، ويوسع فكرة الإبداع الانفجار لعمليات تكوين النجوم. وفقًا لهذا المفهوم، فإن جميع الأجسام الكونية المعروفة لنا (المجرات والنجوم وسدم الغبار الغازي) تولد في عملية انفجار من كتل فائقة الكثافة من المادة النجمية المليئة باحتياطيات هائلة من الطاقة. ولهذا السبب تظهر النجوم على شكل مجموعة متوسعة ومتماسكة في البداية تتكون من عدة آلاف أو ملايين النجوم. تبدو هذه الفرضية للمؤلف هي الأكثر احتمالا من بين جميع الفرضيات الأخرى، وبالتالي يقترح "النسب" التالي لجميع الأجسام الفضائية.
"الذرة الأولية"، أي الكون في حالة الكثافة الأولية الأولية، والكرة النارية الأولية هما أسلافها الأكثر بعدًا، والتي، بالطبع، بالإضافة إلى الكواكب، ذرية لا حصر لها تقريبًا من جميع الكائنات الكونية.
قد تكون بعض أجزاء الكرة النارية قد أصبحت النواة الجنينية لمجرتنا، ومع مرور الوقت، اكتسبت مجموعة نجمية. هذا النواة المجرية الجنينية، وربما الرابطة النجمية التي انبثقت عنها، والتي تشمل الشمس، هي "الأقارب" التاليون للأرض، الأقرب إلينا في الوقت المناسب.
إن المخطط المقترح لتطور الكون من «الذرة الأولى» إلى النجوم ما هو إلا فرضية قابلة لمزيد من التطوير والاختبار. حتى الآن، لا توجد نظرية حول تحول "مادة ما قبل النجم" الافتراضية إلى أجسام فضائية يمكن ملاحظتها، وهذا الظرف هو أحد نقاط الضعف في مفهوم V. A. Ambartsumyan.
ومن ناحية أخرى، فإن ولادة النجوم من خلال تكثيف الغازات المتخلخلة والمواد الغبارية لا يمكن اعتبارها مستحيلة تماما، بل على العكس من ذلك، لا يزال معظم علماء الفلك متمسكين بفرضية "التكثيف" هذه؛ وربما تكون تراكمات عملاقة من الغاز والغبار قد نشأت في مرحلة الانفجارات “الثانوية” لشظايا الانفجار الأولي. يمكن الافتراض أن توزيع المادة فيها كان غير متساوٍ في البداية. من المحتمل أن يؤدي بعض الدوران العام لهذه العناقيد إلى توليد مجالات مغناطيسية قوية فيها، مما قد يجعل بنية سحب الغاز والغبار ليفية. وتحت تأثير قوى الجاذبية في توسعات (عقد) هذه "الألياف"، يمكن أن يبدأ تركيز المادة، مما يؤدي إلى ظهور عائلات كاملة من النجوم.
ولا يزال هذا المفهوم ملتزمًا به من قبل معظم الباحثين، على الرغم من أن له أيضًا نقاط ضعف. من الممكن أن كلا المفهومين ("المتفجرة" و "التكثيف") لا يستبعدان بعضهما البعض، بل يكملان بعضهما البعض: بعد كل شيء، أثناء تحلل المادة النجمية، لا تظهر النجوم فحسب، بل تظهر السدم أيضًا. ربما تكون مادة هذه السدم ذات يوم بمثابة مادة أولية لتكثيف النجوم والكواكب (أو سبق أن خدمت عدة مرات)؟ فقط الأبحاث المستقبلية ستكون قادرة على توضيح هذه المشكلة بشكل كامل.
نظرية الانفجار الكبير، التي طورها Ya.B.Zeldovich وN.D.Novikov، أوضحت تمامًا "فائض" الهيليوم في الكون. وفقا لحساباتهم الأخيرة، بعد 100 ثانية من بداية التوسع، كان الكون يحتوي على 70٪ هيدروجين وحوالي 30٪ هيليوم. أما باقي العناصر الهيليومية والأثقل فقد ظهرت أثناء تطور النجوم.
وعلى الرغم من هذا النجاح الكبير، فإن آفاق نظرية الانفجار الكبير ليست قاتمة بأي حال من الأحوال. وقد تم مؤخراً اكتشاف عدد من الحقائق التي لا تتناسب مع إطار هذه النظرية ( لمزيد من التفاصيل، راجع الكتاب: V. P. Chechev، Ya. النشاط الإشعاعي وتطور الكون. م.، ناوكا، 1978). على سبيل المثال، من المعروف أن المجرات مرتبطة بشكل واضح جسديًا ببعضها البعض وتقع على مسافة متساوية منا، ولكن في نفس الوقت لها "تحولات حمراء" مختلفة بشكل كبير (أحيانًا 13 مرة!). والشيء الآخر غير الواضح هو لماذا تتمتع المجرات الحلزونية، على نفس المسافة، دائمًا بـ "انزياحات نحو الأحمر" أكبر من المجرات الإهليلجية. وفقا لبعض البيانات، اتضح أنه في اتجاهات مختلفة معدل التوسع، "تورم" الكون ليس هو نفسه، وهو ما يتعارض مع الأفكار السائدة سابقا حول الشكل "الكروي" الصارم للعالم المتوسع؟
أخيرًا، أصبح من الواضح مؤخرًا أن سرعات المجرات بالنسبة لخلفية الإشعاع CMB صغيرة جدًا. ولا يتم قياسها بآلاف وعشرات الآلاف من الكيلومترات في الثانية، كما يلي من نظرية الكون المتوسع، ولكن فقط بمئات الكيلومترات في الثانية. اتضح أن المجرات في حالة سكون عمليًا بالنسبة إلى الخلفية القديمة للكون، والتي يمكن اعتبارها لعدة أسباب إطارًا مرجعيًا مطلقًا ( ولمزيد من التفاصيل راجع كتاب: تطوير أساليب البحث الفلكي (أ. أ. إيفيموف. علم الفلك ومبدأ النسبية). م.، ناوكا، 1979، ص. 545).
كيفية التغلب على هذه الصعوبات لا تزال غير واضحة. إذا اتضح أن "التحول الأحمر" في أطياف المجرات لا ينتج عن تأثير دوبلر، ولكن عن طريق بعض العمليات الأخرى التي لم نعرفها بعد، فقد يتبين أن الرسم التخطيطي المرسوم لأصل العناصر الكيميائية غير صحيح. ومع ذلك، على الأرجح أن الانفجار الكبير ليس وهمًا، بل هو حقيقة، ونظرية الكون "الساخن" المتوسع هي واحدة من أهم إنجازات العلم في القرن العشرين.
في الختام، نلاحظ أنه بغض النظر عن وجهات النظر حول تطور الكون، فإن الحقيقة التي لا جدال فيها لا تزال غير قابلة للشفاء - نحن نعيش في عالم غير مستقر كيميائيا، وتكوينه يتغير باستمرار.
عندما يتم قصف اليورانيوم بالنيوترونات الحرارية، تتشكل منه عناصر أخف ذات أرقام تسلسلية 35-65: مما أدى إلى الأمل في العثور على نظائر العنصرين 43 و61 أيضًا بين الحطام إذا استذكرنا حالة مسألة الحصول عليها العناصر 43 و61 وكذلك 85 و87 في عام 1930، أمكن ملاحظة تقدم ملحوظ. بداية، تأكدت الشبهة بأن العنصرين 43 و61 هما مواد غير مستقرة أصبحت «منقرضة». أما بالنسبة للعنصرين 85 و87، فقد تم التعرف عليهما منذ فترة طويلة كمواد مشعة متحللة.
في عام 1934، وجد الفيزيائي جوزيف ماتوش قاعدة تجريبية تسمح للمرء بتقدير استقرار نوى النظائر. وفقًا لقاعدة ماتوش، لا يمكن أن يوجد نظير مستقر ثانٍ إذا كانت شحنة نواته تختلف بواحدة فقط عن شحنة نواة نظير مستقر معروف له نفس العدد الكتلي. يكمل هذا النمط قاعدة هاركينز، والتي بموجبها تكون العناصر ذات الرقم التسلسلي الفردي (أي عدد فردي من البروتونات والإلكترونات) أقل شيوعًا على الأرض، نظرًا لأن استقرار نواتها منخفض.
فيما يتعلق بالعنصرين 43 و 61، يمكن ذكر قاعدة ماتوش على النحو التالي. بناءً على موضعها في الجدول الدوري، يجب أن يكون العدد الكتلي للعنصر 43 حوالي 98، وللعنصر 61 - حوالي 147. ومع ذلك، كانت النظائر المستقرة معروفة بالفعل للعنصرين 42 و44، وكذلك للعنصرين 60 و62 مع الكتل من 94 إلى 102، وبالتالي من 142 إلى 150. وبما أن النظير المستقر الثاني الذي له نفس العدد الكتلي لا يمكن أن يوجد، فإن العنصرين 43 و61 يجب أن يكون لهما ممثلين غير مستقرين فقط. ليس هناك شك في أن العنصرين 43 و61 كانا موجودين على الأرض ذات يوم بكميات كافية. عندما نشأ نظامنا الشمسي، تكونت جميع العناصر من خلال اتحاد البروتونات والنيوترونات. ومع ذلك، خلال وجود الأرض - 4.6 مليار سنة - اختفى ممثلوها غير المستقرون تدريجيا تماما. الاستثناءات الوحيدة هي تلك العناصر المشعة التي يمكن تجديدها باستمرار ضمن السلسلة المشعة الطبيعية، لأن المواد الأصلية لها - اليورانيوم أو الثوريوم - لا تزال موجودة على الأرض، وذلك بفضل نصف عمرها الذي يبلغ مليارات السنين. لا ينتمي العنصران 43 و61 إلى هذه السلسلة المشعة الطبيعية. فقط في حالة توفر نظير طويل الأمد لهذه العناصر، يمكن للمرء أن يأمل في اكتشاف آثار كيميائية إشعاعية له.
وبينما كان بعض العلماء لا يزالون يبحثون عن اليورانيوم العابر الكاذب، تمكن باحثون آخرون من العثور على العنصرين المرغوبين 43 و87. وإليكم قصة اكتشافهم... في عام 1936، ترك إميليو سيجري فيرمي وزملائه بعد زواجه وذهب إلى باليرمو، العاصمة السابقة لصقلية. في الجامعة عُرض عليه كرسي الفيزياء. وفي باليرمو، ولأسفه الشديد، لم يتمكن سيجري من مواصلة البحث الذي بدأه مع فيرمي. لم يكن لدى الجامعة أي معدات للبحث الإشعاعي. بعد أن اتخذ قرارًا سريعًا، ذهب العالم الإيطالي إلى أمريكا للتعرف على جامعة كاليفورنيا في بيركلي، التي اشتهرت بأفضل المعدات. في ذلك الوقت، كان يوجد السيكلوترون الوحيد في العالم هناك. يتذكر الفيزيائي قائلاً: "كانت مصادر النشاط الإشعاعي التي رأيتها مذهلة حقًا بالنسبة لشخص كان يعمل سابقًا فقط مع مصادر Ra-Be".
كان Segrè مهتمًا بشكل خاص بلوحة انحراف السيكلوترون. كان عليها أن توجه تدفق الجزيئات المتسارعة في الاتجاه المطلوب. بسبب الاصطدامات مع الجسيمات عالية الطاقة - تسارع الديوترونات - أصبحت هذه اللوحة ساخنة للغاية. لذلك، كان لا بد من صنعه من معدن مقاوم للحرارة - الموليبدينوم. حول الضيف الإيطالي انتباهه إلى هذا الموليبدينوم المعدني الذي يقصفه الديوترونات. اقترح سيجري أن نظائر العنصر 43 الذي لا يزال غير معروف ربما يمكن أن تتشكل من الموليبدينوم، العنصر 42، نتيجة للقصف بالديوترونات، ربما وفقًا للمعادلة:
مو + د = X + ن
الموليبدينوم الطبيعي عبارة عن خليط من ستة نظائر مستقرة. اقترح سيجري: ماذا لو تبين أن أحد النظائر المشعة الستة المحتملة للعنصر 43، والتي يمكن أن يتحول إليها الموليبدينوم نظريًا - واحد على الأقل - طويل العمر بما يكفي لتحمل رحلة بحرية إلى صقلية. إذ كان الفيزيائي الإيطالي ينوي البحث عن العنصر 43 فقط في المعهد الموجود في وطنه.
انطلق الباحث في طريق عودته وفي جيبه قطعة من صفيحة الموليبدينوم من سيكلوترون بيركلي. في نهاية يناير 1937، بدأ البحث بدعم من عالم المعادن والكيميائي التحليلي بيرييه. وقد عثر كلاهما بالفعل على ذرات مشعة يمكن وضع خواصها الكيميائية بين المنغنيز والرينيوم. كانت كميات الإكامنغنيز التي تم إحياؤها بشكل مصطنع على الأرض مرة أخرى بفضل عبقرية الإنسان الاستكشافية صغيرة بشكل لا يمكن تصوره: من 10-10 إلى 10-12 جم من العنصر الثالث والأربعين!
عندما قدم سيجريت وبيرييه، في يوليو 1937، تقريرًا عن تركيب أول عنصر اصطناعي، انقرض منذ فترة طويلة على الأرض، كان ذلك يومًا خالدًا في التاريخ. بالنسبة للعنصر 43، تم العثور على اسم دقيق جدًا لاحقًا: التكنيشيوم، المشتق من الكلمة اليونانية تكنيتوس - الاصطناعي. هل سيكون من الممكن الحصول عليها بكميات كبيرة والاحتفاظ بها بين يديك؟ وسرعان ما أمكن الإجابة على هذا السؤال بشكل إيجابي عندما تم اكتشاف أن انشطار اليورانيوم ينتج النظائر 43 ذات إنتاجية عالية نسبيًا. جذب النظير ذو العدد الكتلي 101 وعمر النصف 14 دقيقة اهتمامًا خاصًا. وكان من المفترض أن مادة فيرمي التي يبلغ عمر نصفها 13 دقيقة، العنصر الوهمي 93، من المفترض أن تكون نظيرًا للعنصر 43.
السلسلة المشعة الطبيعية لها شكل نهائي - لم يجرؤ أحد على الشك في ذلك، خاصة بعد التحديد الطيفي الشامل لليورانيوم 235 بواسطة ديمبستر. ومع ذلك، كانت هناك نقطة ضعف في سلسلة اليورانيوم - الأكتينيوم. لقد مر أكثر من عشرين عاماً على ملاحظة «عدم الدقة» في هذا المسلسل، الذي كاد أن يطويه النسيان. وبالعودة إلى عام 1913/1914، عثر الكيميائي الإنجليزي كرانستون والباحثون النمساويون في النشاط الإشعاعي ماير وهيس وبانيث على هذا التناقض أثناء دراسة الأكتينيوم. باعتباره باعث بيتا، من المعروف أن الأكتينيوم يتحول إلى أكتينيوم مشع، أي إلى نظير الثوريوم. عندما درس العلماء عملية التحول، لاحظوا دائمًا إشعاع ألفا ضعيفًا. تم اكتشاف هذا النشاط المتبقي (حوالي 1٪) أيضًا بواسطة أوتو هان في تجارب إنتاج الأكتينيوم النقي. وقال خان في وقت لاحق: "لم أستطع أن أحمل نفسي على إعطاء أهمية لهذا المبلغ الصغير". وكان يعتقد أنه على الأرجح نجاسة.
لقد مرت سنوات عديدة. اتبعت العالمة الفرنسية مارغريت بيري، وهي موظفة في معهد الراديوم الشهير في باريس، هذا المسار مرة أخرى، حيث قامت بتنقية أجزاء الأكتينيوم بعناية فائقة، وفي سبتمبر 1939 تمكنت من الإبلاغ عن العزلة الناجحة لنظائر مشعة جديدة. لقد كان العنصر 87 المفقود منذ فترة طويلة، وهو المنتج الثانوي الذي ينبعث منه ألفا والذي يعطي النشاط المتبقي بنسبة واحد بالمائة من الأكتينيوم. عثرت مدام بيري على فرع في سلسلة مكتملة بالفعل، لأن نظير العنصر 87 يتحول إلى الأكتينيوم X بنفس طريقة الأكتينيوم المشع المعروف. بناءً على اقتراح بيري، تم تسمية العنصر 87 بالفرانسيوم تكريمًا لوطنها.
صحيح أن الكيميائيين حتى يومنا هذا لم يحققوا نجاحًا كبيرًا في دراسة العنصر 87. ففي نهاية المطاف، جميع النظائر الفرنسية قصيرة العمر وتتحلل خلال أجزاء من الثانية أو الثواني أو الدقائق. ولهذا السبب، ظل العنصر "غير مثير للاهتمام" في العديد من الدراسات الكيميائية والاستخدام العملي. إذا لزم الأمر، يتم الحصول عليها بشكل مصطنع. بالطبع، يمكن أيضًا "الحصول" على الفرانسيوم من مصادر طبيعية، لكن هذا إجراء مشكوك فيه: 1 جرام من اليورانيوم الطبيعي يحتوي فقط على 10[-18] جرام من الفرانسيوم!
عندما تم اكتشاف الجدول الدوري، كان 23 عنصرًا مفقودًا، والآن هناك عنصران فقط مفقودان: 61 و85. كيف تمت عملية البحث عن العناصر؟ في صيف عام 1938، ذهب إميليو سيجرا مرة أخرى إلى بيركلي. كان ينوي دراسة النظائر قصيرة العمر للعنصر 43. وبطبيعة الحال، كان لا بد من إجراء مثل هذا البحث في الموقع. النظائر ذات عمر النصف القصير لن "تنجو" من الرحلة إلى إيطاليا. بمجرد وصوله إلى بيركلي، علم سيغري أن العودة إلى إيطاليا الفاشية أصبحت مستحيلة بالنسبة له بسبب الإرهاب العنصري. بقي Segrè في بيركلي وواصل عمله هناك.
في بيركلي، باستخدام سيكلوترون أكثر قوة، كان من الممكن تسريع جسيمات ألفا إلى طاقات عالية. وبعد التغلب على ما يسمى بعتبة تفاعل كولوم، تمكنت جسيمات ألفا هذه من اختراق حتى نوى الذرات الثقيلة. الآن رأى سيغري فرصة لتحويل البزموت، العنصر 83، إلى العنصر المجهول 85. بالتعاون مع الأمريكيين كورسون وماكينزي، قصف نوى البزموت بجسيمات ألفا بطاقة 29 ميغا إلكترون فولت لتنفيذ العملية التالية:
ثنائية + هو = X + 2ن
جاء رد الفعل صحيحا. عندما أكمل الباحثون عملهم المشترك الأول، في الأول من مارس عام 1940، عبروا بحذر عن فكرة "احتمال إنتاج نظير مشع للعنصر 85". وبعد فترة وجيزة، أصبحوا متأكدين بالفعل من أن العنصر 85 قد تم إنتاجه بشكل مصطنع قبل العثور عليه في الطبيعة. وكانت الأخيرة محظوظة بما يكفي لأنجزتها بعد بضع سنوات فقط السيدة الإنجليزية لي سميث والسويسرية مايندر من المعهد في برن. لقد تمكنوا من إظهار أن العنصر 85 يتشكل في سلسلة الثوريوم المشعة نتيجة لعملية جانبية. بالنسبة للعنصر المفتوح، اختاروا الاسم Anglo-Helvetius، والذي تم انتقاده باعتباره هراء لفظيًا. وسرعان ما عثرت الباحثة النمساوية كارليك ومعاونها بيرنيرت على العنصر 85 في سلسلة أخرى من النشاط الإشعاعي الطبيعي، كمنتج ثانوي أيضًا. ومع ذلك، بقي الحق في إعطاء اسم لهذا العنصر، الذي لا يوجد إلا في آثار، مع Segrè ومعاونيه: الآن يطلق عليه اسم astatine، وهو ما يعني غير مستقر باللغة اليونانية. بعد كل شيء، فإن النظائر الأكثر استقرارا لهذا العنصر لديه نصف عمر يبلغ 8.3 ساعة فقط.
بحلول هذا الوقت، كان البروفيسور سيجري يحاول أيضًا تركيب العنصر 61. وفي الوقت نفسه، أصبح من الواضح أن كلا من جيران هذا العنصر في الجدول الدوري، النيوديميوم والسماريوم، كانا مشعين بشكل ضعيف. في البداية، بدا الأمر مفاجئا، لأنه في ذلك الوقت كان يعتقد أن النشاط الإشعاعي متأصل في أثقل العناصر. النيوديميوم، العنصر 60، ينبعث منه أشعة بيتا، وبالتالي يجب أن يكون قد تم تحويله إلى العنصر 61. وحقيقة أن هذا العنصر الكيميائي غير المعروف لا يمكن عزله بعد ربما كان بسبب اضمحلاله الإشعاعي السريع. ما يجب القيام به؟ وهنا كان الحل مرة أخرى هو الحصول على العنصر المطلوب بشكل مصطنع. نظرًا لعدم إمكانية العثور على العنصر 61 في الطبيعة، حاول الفيزيائيون تركيبه.
في عامي 1941 و1942، قام العلماء لوي وبول وكويل وكورباتوف من جامعة ولاية أوهايو بقصف عنصر النيوديميوم الأرضي النادر بالديوترونات المتسارعة في السيكلوترون. اكتشفوا النظائر المشعة لعنصر جديد أطلقوا عليه اسم السيكلونيوم. ومع ذلك، لم يكن هذا سوى أثر متبقي على الفيلم.
ما هي نجاحات إميليو سيجرا؟ قام بإشعاع البراسيوديميوم، العنصر 59، بأشعة ألفا. ومع ذلك، تبين أن معالجة نظائر العنصر 61، التي قام بتركيبها بالتأكيد، كانت صعبة للغاية. فشل عزلهم عن العناصر الأرضية النادرة الأخرى.
تم الإبلاغ عن دراسة واحدة غير حاسمة من فنلندا. في عام 1935، بدأ الكيميائي إريميتسي في تحليل مركزات خليط من أكاسيد السماريوم والنيوديميوم للمحتوى الطبيعي للعنصر الحادي والستين. تمت معالجة عدة أطنان من الأباتيت لهذا الغرض.
وكانت المرحلة الأولى من الصراع على العنصر 61 قد انتهت بنتيجة التعادل. كان من المستحيل حتى قبول الاسم المقترح "الإعصار".
العنصر الأخير الموجود في الطبيعة قبل تصنيعه صناعيًا هو الفرانسيوم (1939). أول عنصر كيميائي تم تصنيعه كان التكنيشيوم في عام 1937. اعتبارًا من عام 2012، تم تصنيع العناصر حتى الأنونوكتيوم ذات العدد الذري 118 عن طريق الاندماج النووي أو الانشطار، وقد جرت محاولات لتجميع عناصر ما بعد اليورانيوم فائقة الثقل التالية. يستمر تخليق الترانساكتينويدات الجديدة والسوبراكتينويدات.
أشهر المختبرات التي قامت بتصنيع العديد من العناصر الجديدة وعدة عشرات أو مئات من النظائر الجديدة هي المختبر الوطني. لورانس بيركلي ومختبر ليفرمور الوطني في الولايات المتحدة الأمريكية، والمعهد المشترك للأبحاث النووية في الاتحاد السوفييتي/روسيا (دوبنا)، ومركز هيلمهولتز الأوروبي لأبحاث الأيونات الثقيلة في ألمانيا، ومختبر كافنديش بجامعة كامبريدج في المملكة المتحدة، معهد البحوث الفيزيائية والكيميائية في اليابان وغيرها من المؤسسات الحديثة منذ عقود، تعمل فرق دولية على تركيب العناصر في المراكز الأمريكية والألمانية والروسية.
- 1 فتح العناصر المركبة حسب البلد
- 1.1 الاتحاد السوفييتي وروسيا
- 1.2 الولايات المتحدة الأمريكية
- 1.3 ألمانيا
- 1.4 الأولويات المتنازع عليها والنتائج المشتركة
- 1.4.1 الولايات المتحدة الأمريكية وإيطاليا
- 1.4.2 اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية والولايات المتحدة الأمريكية
- 1.4.3 روسيا وألمانيا
- 1.4.4 روسيا واليابان
- 2 ملاحظات
- 3 روابط
اكتشاف العناصر المركبة حسب البلد
الاتحاد السوفييتي، روسيا
تم تصنيع عناصر نوبليوم (102)، فليروفيوم (114)، أنونبنتيوم (115)، ليفرموريوم (116)، أنونسبتيوم (117)، أنونوكتيوم (118) في الاتحاد السوفييتي وروسيا.
الولايات المتحدة الأمريكية
وفي الولايات المتحدة الأمريكية، توجد عناصر البروميثيوم (61)، الأستاتين (85)، النبتونيوم (93)، البلوتونيوم (94)، الأمريسيوم (95)، الكوريوم (96)، البركيليوم (97)، الكاليفورنيوم (98)، الأينشتاينيوم (99). الفرميوم (100)، المندليفيوم (101)، السيبورجيوم (106).
ألمانيا
تم تصنيع عناصر الهاسيوم (108)، والميتنريوم (109)، والدارمشتاتيوم (110)، والروينتجينيوم (111)، والكوبرنيسيوم (112) في ألمانيا.
الأولويات المتنازع عليها والنتائج المشتركة
بالنسبة لعدد من العناصر، تتم الموافقة على الأولوية بالتساوي وفقًا لقرار اللجنة المشتركة بين IUPAC وIUPAP أو تظل مثيرة للجدل:
الولايات المتحدة الأمريكية وإيطاليا
التكنيتيوم (43) - جهد تعاوني تم إنتاجه في معجل في بيركلي، كاليفورنيا وتم تحديده كيميائيًا في باليرمو، صقلية.
اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية والولايات المتحدة الأمريكية
اللورنسيوم (103)، الرذرفورديوم (104)، الدبنيوم (105).
روسيا وألمانيا
بوريوس (107).
روسيا واليابان
أونونتري (113).
ملحوظات
- إمسلي جون. اللبنات الأساسية للطبيعة: دليل من الألف إلى الياء للعناصر – نيويورك، نيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد، 2011. – ISBN 978-0-19-960563-7.
- وأصبح المعهد في دوبنا هو الرابع على مستوى العالم في عدد النظائر المكتشفة
- يكشف تصنيف النظائر عن مختبرات رائدة.
- http://flerovlab.jinr.ru/rus/elements.html
- اسم مؤقت للعنصر 115؛ تم اقتراح اسم لانجفينيا.
- اسم مؤقت للعنصر 117؛
- اسم مؤقت للعنصر 118؛ تم اقتراح اسم موسكوفيان.
- آر سي باربر وآخرون. اكتشاف عناصر الترانسفيرميوم (إنجليزي) // الكيمياء البحتة والتطبيقية. - 1993. - ت 65. - رقم 8. - ص 1757-1814.
- لقد اضطررت مؤخرًا إلى الكتابة مرارًا وتكرارًا عن الوضع مع انتهاك أولوية العلماء السوفييت في تركيب المواد فائقة الثقل
- حول حماية الأولوية
- الكيمياء: الجدول الدوري: دارمشتاتيوم: معلومات تاريخية
- http://element114.narod.ru/Projects/ao-iupac.html
- حول حماية الأولوية
- اسم مؤقت للعنصر 113؛ تم اقتراح أسماء البيكريليليا والجابونيوم والريكينيوم والنيهونيوم.