Рассмотрим здесь механизм превращения первобытной энергии в вещество. Из физики известно, что если два энергичных фотона сталкиваются друг с другом, то они превращаются в электронно-позитронную пару. В отличие от фотонов, у которых объемы, массы покоя и заряды равны нулю, электрон и позитрон обладают ненулевыми объемами и массами покоя, одинаковыми как по величине, так и по знаку.
Они обладают и электрическими зарядами, также одинаковыми по величине, но противоположными по знаку. Так образуются элементарные частицы вещества — как «сгустки» или «концентраты» положительной энергии. Электрон, обладающий отрицательным электрическим зарядом, и позитрон, обладающий положительным электрическим зарядом, притягиваются друг к другу не только гравитационными, но и электростатическими силами.
Поэтому новорожденные позитрон и электрон при низких температурах соединяются и превращаются вновь в фотоны сразу же после своего рождения. Соотношение между процессами рождения и аннигиляции электроннопозитронных пар определяется в основном температурой среды. С повышением температуры процесс рождения пар электронов и позитронов преобладает над процессом их аннигиляции.
Равновесие между этими процессами рождения и аннигиляции наступает при температуре, примерно равной 10 млрд °К. Если при более высоких температурах процесс рождения пар электронов и позитронов преобладает над процессом их аннигиляции, то при более низких температурах процесс взаимной аннигиляции позитронно-электронных пар преобладает над процессом их рождения.
Если при сравнительно низкой температуре фотонная среда содержит в себе лишь незначительное количество электронно-позитронных пар, то при высокой температуре их число значительно возрастает. Согласно данным, температура новорожденной Вселенной была значительно выше 10 млрд °К и доходила до 30 млрд °К. Поэтому в ней шел интенсивный процесс превращения фотонов в электронно-позитронные пары, то есть процесс превращения чистой и невесомой энергии в весомое вещество.
При этом соударения происходят не только между фотонами, но и между электронами и позитронами. Если при взаимном столкновении фотоны исчезают сами, превращаясь в электроны и позитроны, то при столкновении электронов и позитронов в любом случае и при любой температуре аннигилируют только лишь их электрические заряды, ни во что не превращаясь, потому что они равны по величине и противоположны по знаку.
Однако их положительные массы покоя превращаются в энергию фотонов далеко не всегда, а только лишь при сравнительно низких температурах. Если же электрон соударяется с позитроном при достаточно высокой температуре (свыше 10 млрд °К), то есть если электронно-позитронная пара столкнулась в среде, насыщенной или пересыщенной фотонами, то их массы покоя не могут превратиться в энергию фотонов.
В этом случае образуется электрически нейтральная вещественная частица, масса которой будет равна удвоенной массе электрона. Процентное содержание таких частиц в среде тем больше, чем выше температура. Такого рода вещественные частицы могут образоваться не только из одной, но и из некоторого множества электронно-позитронных пар.
Однако такие «сгустки» вещества оказываются устойчивыми лишь тогда, когда ее масса покоя равна 1,67495·10^(-27) или 1,67265·10^(-27) кг. В первом случае образуется электрически нейтральный нейтрон, который состоит примерно из 1840 электронов и позитронов, укомплектованных попарно. Во втором случае образуется положительно заряженный протон, в котором число позитронов на единицу больше, чем число электронов.
При достаточно высоких температурах (свыше 10^11 °К) процентное содержание протонов и нейтронов в первобытной среде было примерно одинаковым. Масса нейтрона больше, чем масса протона. Это значит, что образование протона при сравнительно низких температурах энергетически является более выгодным.
Вследствие этого по мере охлаждения среды протон становится более устойчивым, чем нейтрон. Поэтому в конечном счете во Вселенной остается больше протонов, чем нейтронов. Если бы температура новорожденной Вселенной упала сразу же после образования пар электронов и позитронов, то эти пары аннигилировали бы, не превратившись в протоны или нейтроны.
Если бы это было так, то первобытная энергия так никогда и не превратилась бы в вещество. Однако факты говорят об обратном и поэтому наличие вещества убеждает нас в том, что образование протонов и нейтронов произошло тогда, когда первая белая космическая дыра еще не закрылась, а ее температура превышала 10 млрд °К. Все остальные соединения электронов и позитронов, кроме протонов и нейтронов, оказываются неустойчивыми вообще и поэтому быстро разрушаются.
Однако в любом случае количество электронов равно числу протонов. Каждая пара, состоящая из одного протона и одного электрона, представляет собой расщепленный атом водорода. Такого рода высоконагретый газ, который состоит из положительно и отрицательно заряженных ионов водорода, мы называем водородной плазмой. Чем выше температура первобытной среды, тем быстрее фотонная плазма превращалась в водородную плазму, то есть тем быстрее чистая энергия превращалась в вещество.
По мере охлаждения первобытной среды эти процессы становились менее интенсивными. Однако в водородной плазме содержатся расщепленные атомы не только водорода. Известно, что при температуре свыше 10 млн °К водород горит с образованием гелия. При температурах свыше 100 млн °К гелий горит с образованием углерода и кислорода.
При температурах свыше 500 млн °К углерод горит с образованием магния и натрия. А при температуре свыше 1 млрд °К кислород горит с образованием серы, фосфора, кремния и т. д. Температура новорожденной Вселенной была значительно выше этих величин. Поэтому в первобытной водородной плазме содержались расщепленные атомы и других химических элементов, но в незначительном количестве. Так образовалось в нашей Вселенной первое облако водородной плазмы.
Продолжение следует...
