9
Теперь величина R/v определяет характерное время
расширения: она обратна постоянной Хаббла и связана в космологии с
хаббловским «возрастом» Метагалактики («постоянная» Хаббла
постоянна относительно пространственных координат, но она
изменяется со временем).
Подставляя численные значения в выражение (6), получаем
«возраст» Метагалактики =(1016/р) '3
с, (7)
где р выражено в граммах на кубический сантиметр.
Следовательно, как отметил Гамов, концентрация нейтронов 1030 см"3 (около
106 г/см3) должна существовать менее чем через 1 с после начала
расширения Метагалактики. Поскольку бета-распад, необходимый
для установления примерного равенства в количестве между
протонами и нейтронами, обычно продолжается несколько минут, то
7
Интересующийся читатель с этим и связанными с ним
положениями может ознакомиться более подробно в математическом
приложении к книге С. Вейнберга. Первые три минуты.
(1977).
10
очевидно, что характерное время, требуемое для установления
термодинамического равновесия [протонов] с нейтронами при их
высокой концентрации, просто недостижимо на столь ранних стадиях
расширения Метагалактики.
Эти рассуждения приводят к необходимости рассматривать
неравновесные процессы образования элементов. К счастью, в этом
направлении как раз своевременно были сделаны два важных
шага. Во-первых, после окончания второй мировой войны появились
в открытой печати значения поперечного сечения ядерной реакции
захвата нейтронов ядрами. Во-вторых, одаренный аспирант Р. А.
Альфер нуждался в новой теме для своей диссертации.
Задачу, которую поставил перед собой этот аспирант Гамова
в качестве первоначальной темы диссертации, решил Лифшиц
(Е. М. Лифшиц: ЖЭТФ, 1946, 16, 587); она касалась турбулентных процессов и образования галактик в ранней Метагалактике.
Поэтому Альфер вскоре приступил к работе над новой темой —
образование элементов посредством захвата нейтронов ядрами в
отсутствии термодинамического равновесия. Поскольку не все
сечения этой реакции были определены, Альфер аппроксимировал
гладкой кривой известные значения и применил ее в своих расчетах.
Научная общественность ознакомилась с результатами этой
работы из краткой заметки, авторы которой [Альфер, Бете, Гамов]
стали частью фольклора в физике [«альфа, бета, гамма»] (R. А.
Alpher, H. A. Bethe, G. Gamow: Phys. Rev., 1949, 73, 803). В этом месте наш путь разделяется. Исследование пошло
далее по двум различным направлениям, прежде чем вновь стать
единым в окончательном разрешении проблемы. Мы проследуем
сначала один из них, помня, что должны будем вернуться к этой
исходной точке, чтобы рассмотреть развитие теории в другом
направлении.