Распространённость элементов - относительное содержание элементов в космич. веществе. Часто под Р. э. подразумевают распространённость
не только хим. элементов, но также и их изотопов по отдельности, т. е. более
общее понятие - распространённость нуклидов (РН). Среднюю РН определяют
по совокупности данных геохимии, космохимии и астрофизики тремя осн. методами:
исследованием состава образцов земного, метеоритного и лунного вещества; изучением
спектров эл--магн. излучения Солнца, звёзд и межзвёздной среды; определением
содержания нуклидов в солнечных и галактич. космических лучах.
Рис. 1. Относительная распространённость нуклидов
lgN (N - число атомов, IgNSi = 6) в зависимости
от атомной массы А (по А. Камерону). Изотопы одного и того же элемента
(вплоть до Ge) соединены прямыми линиями. Символы указывают основные процессы
синтеза нуклидов: D - взрывное горение С, О и Si, О - медленный захват
нейтронов (s-процесс), + - быстрый захват
нейтронов (r-процесс), -
сравнимый вклад s- и r-процессов,
0 - ядерное статистическое равновесие (е-процесс). Нуклиды, образующиеся
в других процессах, отмечены точками. Штриховой линией соединены обойдённые
ядра.
Изотопный состав вещества достаточно хорошо изучен
только для Солнечной системы. В Солнце заключена б. ч. массы Солнечной системы.
Однако спектральный анализ содержания элементов и нуклидов в солнечной атмосфере
не обладает столь большой точностью, как хим., радиохим. и масс-спектроскопич.
анализы состава метеоритного и планетного твёрдых веществ. Поэтому содержание
нуклидов в метеоритах рассматривается в качестве стандарта при систематизации
распространённости большинства элементов.
На рис. 1 в логарифмич. шкале показана РН в Солнечной
системе, нормированная на содержание кремния. Приведённые данные получены в
осн. из анализа состава метеоритов. Систематизация этих данных выполнена А.
Камероном (A. Cameron) в 1982 (см. также табл.). Наиб. распространённость имеет
водород (1Н), примерно на порядок меньше - гелий (4Не).
Т. к. распространённость этих элементов вследствие их летучести на Земле, Луне
и метеоритах мала, их действит. содержание в природе оценивают с привлечением
косвенных данных: анализа внутр. строения звёзд и состава вещества межзвёздной
среды, а также выводов космологии. Водород и гелий имеют в осн. первичное, космологич.
происхождение (см. Горячей Вселенной теория ).Низкое содержание дейтерия
и изотопов Li, Be, В объясняется тем, что эти нуклиды при звёздных темп-pax
легко вступают в разл. ядерные реакции.
РН в ср. быстро падает с увеличением массового
числа, обнаруживая максимумы для групп С, N, О и Fe ("железный пик")
и затем неск. двойных пиков, соответствующих элементам Кг и Sr, Хе и Ва, Pt
и Pb , к-рые имеют устойчивые изотопы с магич. числами нейтронов 50, 82, 126
(см. Магические ядра)либо получаются при бета-распаде ядер с
такими нейтронными числами.
На рис. 2 та же кривая РН приведена в более компактном
виде, без разделения изотопов по процессам их образования. Эта т. н. стандартная
кривая РН в Солнечной системе, построенная согласно данным А. Камерона, чётко
обнаруживает указанные выше максимумы и является гл. наблюдат. основой теории
нуклеосинтеза в природе. Согласно этой теории, осн. процессы образования
ядер в природе включают космологич. нуклеосинтез в горячей Вселенной, приводящий
к образованию гелия, термоядерное горение лёгких элементов от водорода до кремния
в недрах звёзд, синтезирующее элементы "железного пика", а также
процессы медленного и быстрого захвата нейтронов ядрами
с образованием тяжёлых нуклидов вплоть до изотопов висмута и урана. Особый интерес
в теории нуклеосинтеза представляет происхождение т. н. обойдённых ядер. Это
изотопы Se, Mo, Cd, La, Dy и др. элементов, к-рые оказываются в стороне от путей
нейтронного захвата. Распространённость обойдённых нуклидов примерно на два
порядка меньше распространённости ядер, образующихся в процессах нейтронного
захвата. Синтез обойдённых ядер объясняют обычно ядерными реакциями с участием
протонов (р, у), (r, h) или слабыми взаимодействиями с участием
нейтрино, возникающими при взрыве сверхновой. Не исключён также вклад в механизм
их синтеза тройного деления ядер с вылетом обогащённых нейтронами лёгких за-ряж.
частиц.
Распространённость некоторых нуклидов
в Солнечной системе |
|||||
(по А. Камерону, 1982) |
|||||
Нуклид |
Содержание в природной смеси изо- топов, % |
Распространённость по числу ато- мов (NSi = 106) |
Нуклид |
Содержание в природной смеси изо- топов, % |
Распространённость по числу ато- мов (NSi = 106) |
1H |
99,985 |
2,66·1010 |
88Sr |
82,56 |
18,9 |
2H |
0,015 |
4,40·105 |
93Nb |
100 |
0,9 |
3H |
1,38·10-4 |
3,2·105 |
107Ag |
51,35 |
0,236 |
4H |
~100 |
1,8·109 |
109Ag |
48,65 |
0,224 |
6Li |
7,42 |
4,45 |
118Sn |
24,03 |
0,889 |
7Li |
92,58 |
55,55 |
120Sn |
32,85 |
1,22 |
9Be |
100 |
1,2 |
127I |
100 |
1,27 |
11В |
80,36 |
7,2 |
129Xe |
27,5 |
1 ,61 |
12С |
98,89 |
1,11·107 |
138Ba |
71,66 |
3,44 |
14N |
99,634 |
2,31·106 |
152Sm |
26,7 |
0,0641 |
16O |
99,759 |
1,84·107 |
159Tb |
100 |
0,076 |
20Ne |
88,89 |
2,31·106 |
156Dy |
0,0524 |
1,93·10-4 |
23Na |
100 |
6,0·104 |
164Dy |
28,18 |
0,104 |
24Mg |
78,70 |
8,34·105 |
180Ta |
0,0123 |
2,46·10-6 |
27Al |
100 |
8,5·104 |
181Та |
99,9877 |
0,020 |
28Si |
92,21 |
9,22·105 |
186Os |
1,29 |
0,0089 |
32S |
95,0 |
4,75·105 |
192Os |
41,0 |
0,283 |
36Ar |
84,2 |
8,93·104 |
195Pt |
33,8 |
0,477 |
40Ca |
96,97 |
6,06·104 |
197Au |
100 |
0,21 |
52Cr |
83,7 |
1,06·104 |
208Pb |
58,55 |
1,522 |
54Fe |
91,66 |
8,25·105 |
205Bi |
100 |
0,14 |
58Ni |
67,88 |
3,24·104 |
232Th |
100 |
0,045 |
75As |
100 |
6,2 |
235U |
0,720 |
0,0064 |
84Kr |
56,90 |
23,5 |
238U |
99,2745 |
0,0203 |
Рис. 2. Стандартная кривая распространённости
нуклидов.
Несмотря на то, что состав большинства звёзд,
галактик и межзвёздной среды в осн. следует стандартной кривой РН, существуют
отклонения от неё, вызванные разл. физ. причинами. Старые звёзды, принадлежащие
гало Галактики и шаровым звёздным скоплениям, содержат тяжёлых
элементов в 10-103 раз меньше, чем Солнечная система. Это связано
с хим. эволюцией галактик. Нек-рые группы звёзд содержат тяжёлые элементы в
пропорциях, существенно отличающихся от стандартных распространённостей, таковы,
напр., т. н. суперметаллич. звёзды (бариевые, CNO и др.). Существуют также обогащённые
и обеднённые гелием звёзды, звёзды с низким содержанием Са. Звёзды с аномальным
хим. составом составляют примерно 10% всех звёзд, находящихся вблизи гл. последовательности
(см. Герцшпрунга - Ресселла диаграмма)и имеющих температуру поверхности
от 8000 до 20 000 К (см. Химически пекулярные звёзды).
Появились свидетельства в пользу того, что изотопный состав Солнечной системы также не является столь однородным, как казалось раньше. Открыты аномалии (большинство из них на уровне долей процента) в рас-пространённостях изотопов кислорода, неона, магния. Всё это указывает на многообразие процессов, сформировавших вещество звёзд, галактик и Солнечной системы.
В. П. Чечев, Я. М. Крамаровский
Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.
Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.
Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.
Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.