8
с наименьшей скоростью.
Данная картина в точности соответствует той, которую можно
ожидать, если предположить, что все галактики начали свой
разлет из места общего происхождения и в один и тот же момент
времени, обусловленный громадным взрывным процессом.
Не слишком популярная среди видных ученых того времени
эта гипотеза расширяющейся Метагалактики привлекла к себе
внимание в 1940-х годах, в частности, потому, что «звездные» теории
происхождения элементов не имели успеха в 1930-х годах6.
Название упомянутой работы Чандрасекхара и Хенрича 1942 г.
«Попытка интерпретации относительных содержаний элементов и их
изотопов» отражает предварительный и неполный характер
тогдашних представлений. Она начиналась так; «В настоящее время
считается общепринятым, что химические элементы не могут
синтезироваться в условиях, которые, как сейчас полагают (выделено
л. /7.), имеются внутри звезд». В качестве альтернативы авторы
6
Идея расширяющейся Метагалактики вновь игнорировалась
в общих расчетах в 1950-х годах, когда стало понятным большое
разнообразие физических условий внутри звезд. Только в 1960-х
годах появилась сбалансированная точка зрения относительно
происхождения элементов, но об этом будет сказано позже.
9
предположили, что расширение и охлаждение ранней
Метагалактики могут обеспечить вероятные условия для процессов синтеза
элементов. Согласно этой точке зрения содержание каждого из
элементов в Метагалактике является «замороженным» на
соответствующей стадии ее расширения от горячего (>109К) и плотно»
го (> 106 г/см3) состояния. Однако, как было показано Георгием Гамовым (G. Gamow: Phys. Rev., 1946, 70, 572), образование
элементов в ранней Метагалактике не может происходить в
результате равновесных процессов. Он сопроводил этот вывод
непосредственными расчетами характерных времен данного процесса7.
Рассмотрим точечный элемент массой т на поверхности
расширяющегося сферического объема с плотностью массы р. Полная
энергия элемента этой массы относительно центра сферы, равная
сумме его кинетической и потенциальной энергий (последняя
отрицательна), является постоянной величиной, т. е.
Ст(4яр/?з/3) £=const=/m>2/2— (5) А
(здесь р —
плотность массы, R —
радиус сферы, v —
скорость
удаляющегося от центра элемента, которые все являются
функциями времени; G —
постоянная тяготения).
Поскольку масса сферического объема, равная 4я/?3р(/?)/3, не
является возрастающей функцией от А\ то последний член в
правой части выражения (5) становится сколь угодно большим при
достаточно малых значениях R(t), т. е. на ранних стадиях
расширения. В этом «приближении ранних стадий» расширения оба
члена правой части выражения (5) становятся сколь угодно
большими, так как разница между ними остается постоянной величиной.
Таким образом, мы можем рассматривать эти два члена как, в
общем, равные друг другу на ранних стадиях расширения, и после
простой перестановки получаем:
R2(t)/v*(t)&3/SnpG. (6)