Недавнее исследование, проведенное под руководством Джона Р. Эллиса из Королевского колледжа Лондона, позволяет предположить неожиданную связь между существованием человека и гравитационными волнами, этими невидимыми пульсациями пространства-времени. Заглянув в самое сердце астрофизических процессов, исследователи подняли этот захватывающий вопрос.
Мы все — звездная пыль
Фундаментальные элементы, из которых состоят люди, такие как водород, углерод и кислород, имеют удивительное происхождение. Водород, самый распространенный элемент во Вселенной, образовался вскоре после Большого взрыва, на первых этапах космического расширения. Затем в результате ядерных реакций в звездах, главным образом в процессах термоядерного синтеза, образовались углерод и кислород.
После образования в звездах в результате термоядерного синтеза эти элементы в конечном итоге рассеиваются по Вселенной в результате взрывов сверхновых, где они могут стать частью новых звезд и планет.
Однако некоторые элементы, имеющие решающее значение для нашего здоровья и развития, не образуются в этих звездных процессах. Считается, что они возникают в результате еще более впечатляющих событий во Вселенной. В частности, речь идет о йоде и броме, которые, как считается, образуются при сильных столкновениях между нейтронными звездами.
Связь между гравитационными волнами и жизнью на Земле
Нейтронные звезды — это плотные, компактные ядра, которые остаются после взрыва массивной звезды в сверхновой. Когда две такие нейтронные звезды вращаются друг вокруг друга под действием взаимной гравитации, они излучают гравитационные волны — пульсации в самом пространстве-времени. Со временем энергия, теряемая в виде гравитационных волн, постепенно сближает нейтронные звезды.
Когда они сталкиваются, при столкновении выделяется феноменальное количество энергии, создавая экстремальные температуры и давление. В такой агрессивной среде быстро происходят ядерные реакции, в результате которых образуется множество химических элементов, более тяжелых, чем те, что образуются в обычных звездах.
Среди этих элементов особенно выделяются йод и бром, которые имеют важное значение для жизни на Земле. Йод, например, является важным компонентом гормонов щитовидной железы, а бром участвует в строении и развитии тканей.
Иными словами, в исследовании выдвигается гипотеза о том, что гравитационные волны, вызывая сближение и столкновение этих нейтронных звезд, могут играть решающую роль в синтезе некоторых тяжелых элементов, необходимых для развития человека и млекопитающих в целом.
Гравитационно-волновой сигнал GW170817, обнаруженный в 2017 году, является ярким примером такой взаимосвязи. Возникший в результате слияния двух нейтронных звезд, он предоставил ощутимое доказательство производства тяжелых элементов, таких как йод.
Подробности исследования опубликованы на сайте препринтов arXiv.
