1. כיצד נוצרו היסודות

1. כיצד נוצרו היסודות הראשונים (מימן)?
2. בספר שאני קוראת כתוב שהכוכבים נוצרים מאלקטרונים ופרוטונים. למה בסוף חייו הכוכב הופך לכוכב ניוטרונים? האם זה המקור לכל הניוטרונים ביקום (שילוב של פרוטון ואלקטרון)?
3. בספר כתוב ש"ניוטרונים מכילים פחות אנרגיית קיבוע גרעיני מאשר המצב ההתחלתי -פרוטונים ואלקטרונים". מה זה אנרגיית קיבוע גרעיני?
4. למה בסוף חייו של הכוכב, הקליפה החיצונית מתפשטת למימדים אדירים, והגרעין מתכווץ? (הגרעין מתכווץ בגלל שהברזל כבד ומפעיל גרוויטציה גדולה?)
5. פעם ענו לי בפורום ש"הכוכבים והפלנטות מתרחקות זה מזה בגלל מהירות התחלתית בהתחלה, ואח"כ מאיצות עוד יותר בגלל מבנה היקום". אתם יכולים להסביר לי למה הפלנטות מאיצות? הן אמורות להאיט...

המימן נוצר בשלב מסויים בחיי היקום, באופן ספונטני. הפרוטונים מושכים את האלקטרונים, ואם המהירות התרמית של האלקטרונים קטנה מספיק, הם ילכדו בשדה של הפרוטונים ויצרו אטומי מימן. זאת אומרת, שכדי שיווצר מימן כל שהיה דרוש מהיקום הוא, להתקרר. והוא התקרר ממילא תוך כדי התפשטות.
2. החומר הרגיל שאנו מכירים עשוי מאטומים, בתוך האטומים פועלים כוחות משיכה ודחייה ששומרים על יציבותו. ביקום המוקדם התחברו רוב החלקיקים הרגילים ליצירת מימן, וחלק הפכו לגרעיני הליום המכילים ניוטרונים, כדי שיווצר ניוטרון יש צורך באנרגית אקטיבציה, ז"א שיש צורך באנרגיה שתתגבר על המחסום המונע מפרוטונים להתקרב אחד לשני ליצירת חלקיקים חדשים. אנרגיה זאת היתה זמינה עד כדי ש - 10% מהחומר הפך לגרעיני הליום. ראי ויקיפדיה למטה.

הפרוטון והניוטרון מורכבים מקווארקים, אשר קשורים ע"י כוחות. קיימים תהליכים המסוגלים להפוך פרוטונים לניוטרונים, כדי שזה יקרה יש להשקיע אנרגיה, אולם לאחר מכן כאשר מתקבל ניוטרון משתחררת אנרגיה. מה שהספר שלך מתכוון הוא כנראה שהאנרגיה המשתחררת גדולה מהאנרגיה המושקעת בתהליך, באופן כללי, כאשר מדברים על אנרגיית קשר (אנרגיית קיבוע, כמו שכתוב אצלך) לומדים מכך על יציבות התוצר. אם אנרגיית הקשר הפנימית של הניוטרונים לדברי הספר, קטנה משל הפרוטונים, הרי שהניוטרונים יציבים יותר. הדבר נראה לי קצת מוזר, כי למיטב זכרוני הפרוטונים הם החלקיקים היציבים ביותר הידועים, ולא נצפתה מעולם התפרקות ספונטנית של פרוטון.

כאשר כוכב הופך לכוכב ניוטרונים, לחץ הגרוויטציה יחד עם עוצמת הפיצוץ של הסופר נובה הוא זה שמאפשר לפרוטונים להתקרב מספיק כדי ליצור ניוטרונים. הניוטרונים שאנו רואים אינם תוצר של כוכבי ניוטרונים, אלא ניטרונים מקוריים מראשית היקום, יחד עם תוצרי סופרנובות.

בתוך כוכב מתרחשות ריאקציות גרעיניות היוצרות לחץ המייצב את הכוכב כנגד משקל הקליפה. הריאקציה מתרחשת בליבת הכוכב. כאשר הדלק הגרעיני נגמר, הריאקציה מפסיקה, ואז הליבה קורסת. כאשר זה קורה הקליפה מועפת בכוח לצדדים, בפיצוץ שנקרא סופר נובה. לא כל כוכב מסיים את חייו בצורה דומה, הדבר תלוי במאסת הכוכב. כוכבים גדולים מאד מסיימים את חייהם בסופר נובה והופכים לחור שחור, כוכבים קטנים יותר הופכים לכוכבי ניוטרונים, וקטנים יותר הופכים לננסים לבנים. השמש שלנו תסיים את חייה כננס לבן כנראה. אצל חלק יש תהליכי ביניים שבהם הם עוברים משריפת מימן לשריפת הליום, ואח"כ יסודות כבדים יותר. חלק מהכוכבים הקטנים הופכים ל"ענק אדום", זהו שלב שבו הכוכב מתנפח למימדים עצומים ומתקרר במהירות, עד שנשארת ממנו ערפילית + גרעין דחוס בדמות ננס לבן. כל אחד מהתהליכים הנו מורכב, אך אם תרצי אוכל לחפש הפניות לניתוח התהליכים.

למה הפלנטות מאיצות? היקום עצמו מתפשט, ז"א המרחב דוחה את עצמו והוא מתפשט. ההתפשטות הזו אינה ניכרת במרחקים קטנים, אך במרחקים גדולים מאד מהירות ההתפשטות (התרחקות) היא עצומה, וככל שהמרחק גדל, גם המהירות גדלה (=האצה).

המפץ הגדול

מבנה היקום

התשובה ניתנה על ידי מומחה KOL

---