Ядерная кухня Вселенной

Очерёдным вкладом Гамова в физическую науку стало открытие
ядерных реакций, в результате которых образуются легчайшие эле-
менты, существующие ныне во Вселенной. Ему нравилось называть
это «доисторической кухней Вселенной», в которой все элементы
изначально возникли из жаркого пламени Большого Взрыва. Сегодня
этот процесс носит название «нуклеосинтез», или установление
относительного содержания элементов во Вселенной. Суть теории
Гамова в том, что существует нерушимая цепочка элементов, начи-
нающаяся с водорода, которая может быть построена путем после-
довательного добавления частиц к атому водорода. Гамов утверждал,
что вся периодическая таблица элементов Менделеева могла быть
создана в пекле Большого Взрыва.

Гамов и его последователи доказывали, что в момент творения
Вселенная представляла собой невообразимо горячее скопление
протонов и нейтронов; затем, видимо, произошло слияние — атомы
водорода образовали атомы гелия. Подобное происходит в водо-
родной бомбе или звезде: температуры настолько велики, что про-
тоны — ядра водорода — с огромной скоростью сталкиваются друг
с другом и сливаются, превращаясь в ядро гелия. По этому сценарию

последующие столкновения водорода с гелием рождают набор сле-
дующих элементов, включая литий и бериллий. Гамов предположил,
что элементы более высокого порядка могут быть образованы после-
довательно путем добавления все большего количества субатомных
частиц к ядру, — иначе говоря, он предположил, что сотня или более
того элементов, составляющих всю видимую Вселенную, были «ис-
печены» в огненном жару Большого Взрыва.

В свойственной ему манере Гамов в общих чертах нарисовал
свою претенциозную идею и предоставил своему аспиранту Ральфу
Альферу доработать детали. Когда работа была закончена, Гамов не
смог удержаться от розыгрыша. Он поставил имя физика Ганса Бете
на титуле своей работы без его ведома, и она стала известна как «аль-
фа-бета-гамма» теория.

Гамов обнаружил, что Большой Взрыв был действительно на-
столько мощным, что его жара хватило для образования гелия,
который составляет около 25 % массы Вселенной. Работая в другом
направлении, «доказательство» теории Большого Взрыва можно
обнаружить лишь при взгляде на многочисленные звезды и галакти-
ки нашего времени — мы понимаем, что они состоят примерно на
75 % из водорода, а на 25 % — из гелия и некоторых других микро-
элементов. (Как сказал астрофизик Дэвид Спергель из Принстона:
«Каждый раз, покупая воздушный шарик, наполненный гелием, вы
покупаете атомы, многие из которых образовались в первые несколь-
ко минут после Большого Взрыва».)

Однако у Гамова появились проблемы с расчетами. Его теория
была абсолютно верна лишь для очень легких элементов. Но элемен-
ты с 5 и 8 нейтронами и протонами чрезвычайно неустойчивы, а по-
тому не могут служить «мостом» для создания элементов с большим
количеством нейтронов и протонов. Мост смыло на пяти и восьми
частицах. Поскольку Вселенная состоит из тяжелых элементов с го-
раздо большим количеством частиц, чем 5 и 8 протонов и нейтронов,
то как же они образовались при взрыве, осталось космической тай-
ной. Неудача Гамова в попытках преодолеть разрыв на пяти и восьми
частицах на долгие годы поставила перед физиками нерешенную
проблему, отрезая путь его идее о том, что все элементы Вселенной
возникли в момент Большого Взрыва.