История изучения химических элементов

Относительно происхождения элементов были выдвинуты различные гипотезы, основанные на достижениях физики ядра, астрофизики и космологии. Предложенные гипотезы естественного синтеза элементов можно разделить на две группы.

Согласно первой группе гипотез вся видимая вселенная некогда возникла единым актом и стала расширяться. Расширение это продолжается и сейчас, о чем свидетельствует смещение спектральных линий далеких галактик в красную часть спектра («красное смещение»). В течение нескольких минут образования вселенной из сверхплотной материи возникли все элементы "путем ядерных реакций между основными элементарными частицами: протонами, нейтронами, электронами, позитронами, мезонами и радиацией.

Согласно другой группе гипотез образование элементов происходило в определенных индивидуальных космических телах, в которых температуры и давления были достаточны для ядерных реакций и превращений одних элементов в другие. Такими телами могли быть массивные звезды.

В связи с ростом наших знаний о ядерных процессах и успехами астрофизики в настоящее время утверждается представление, что естественный синтез элементов происходит в звездах. В 1931 г. Р. Аткинсон и Ф. Гоутерманс предположили, что источником звездной энергии является процесс превращения легких элементов в тяжелые. Но исследования этих авторов оказались неудачными, поскольку данные о строении и свойствах ядер были крайне ограниченными. Важный шаг вперед был сделан в 1938 г., когда Г. Бете и К. Вейцзеккер показали, что наиболее вероятный источник энергии звезд главной последовательности -- процесс превращения Н в Не, связав тем самым эволюцию звезд с изменением их состава. Обстоятельные исследования ядерных реакций в звездных условиях были проведены М. Бербидж, Дж. Бербидж, В. Фаулером, Ф. Хойлем, А. Камероном, В. В. Чердынцевым, Д. А. Франк-Каменецким. Общим выводом всех этих исследователей является заключение о том, что элементы сформировались в результате наложения ядерных процессов, взаимосвязанных с эволюцией звезд. Исходным материалом для построения всех элементов был водород и поныне господствующий в веществе космоса.