|  |
| --- |
| جزء من سلسلة عن |
| **علم الكون الفيزيائي** |
| صورة كاملة للسماء التقطها مسبار ويلكنسون على مدى تسع سنوات |
| * + الانفجار العظيم
	+ الفضاء الكوني
* عمر الكون
* التسلسل الزمني للانفجار العظيم
 |
| * بدايات الكون

* + التضخم الكوني
	+ تخليق الانفجار العظيم النووي
* + الخلفية الكونية لموجة جاذبية
* + الخلفية الإشعاعية للكون
	+ خلفية النيوترينو الكونية
 |
| * التمدد
* المستقبل

* + قانون هابل
	+ الانزياح الأحمر
* تمدد الكون
* + إحداثيات روبرتسون-ووكر
	+ معادلات فريدمان
* مصير كون يتمدد
* مصير الكون
 |
| * التركيب
* البنية

* نموذج لامبدا-سي دي إم
* + طاقة مظلمة
	+ مادة مظلمة
* شكل الكون
* + خيط مجرات
	+ تشكل وتطور المجرات
* مجموعة النجوم الزائفة الكبرى
* الكون المرصود
* + إعادة التأين
	+ تشكل البنية
 |
| * علم الفلك الرصدي

* تجربة بوميرانج
* مستكشف الخلفية الكونية
* مشروع إليوسترس
* بلانك (مرصد فضائي)
* مسح سلووان الرقمي للسماء
* مسح الانزياح الأحمر المجري 2dF
* مسبار ويلكينسون لقياس اختلاف الموجات الراديوية
 |
| * العلماء

* + آرونسون
	+ ألففين
	+ ألفر
* + برادواج
	+ كوبرنيكوس
	+ دي سيتر
* + ديك
	+ أييلرز
	+ أينشتاين
	+ إليس
* + فريدمان
	+ جاليليو
	+ جاموف
	+ غوث
* + هوكينغ
	+ هابل
	+ لوميتر
	+ ماثر
* + نيوتن
	+ بنروز
	+ بينزياس
	+ روبين
* + شميدت
	+ سموت
	+ سينتزيف
	+ سنييف
* + تولمان
	+ ويلسون
	+ زيلدوفيش
 |
| * علم الكون الفيزيائي

* اكتشاف الخلفية الإشعاعية للكون
* تاريخ نظرية الانفجار العظيم
* التأويلات الدينية لنظرية الانفجار العظيم
* خط زمني لعلم الكون
* مساهمون لعلم الكون

 |
| * صفحة تصنيف تصنيف
* شعار بوابة بوابة علم الكون
 |
| * ع
* ن
* ت
 |

يشير **تخليق الانفجار العظيم النووي** في علم الكون الفيزيائي، (يرمز له اختصاراً BBN، كما يسمّى «التخليق النووي الابتدائي» الذي حدث مباشرة بعد الانفجار العظيم) وأدى إلى إنتاج نوى العناصر الأثقل من نظائر الهيدروجين خلال المراحل المبكرة الأولى من تشكّل الكون. قدّر علماء الفلك أن التخليق النووي الابتدائي قد جرى خلال وقت قصير بين 10 ثوان إلى 20 دقيقة بعد الانفجار العظيم، حيث أدى في البداية إلى تشكيل أغلب الهيليوم في الكون على شكل النظير هيليوم-4، بالإضافة إلى كميات صغيرة من الديوتيريوم والنظير هيليوم-3، وكميات قليلة جداً من النظير ليثيوم-7. بالإضافة إلى هذه النظائر المستقرة السابقة هناك نظيرين غير مستقرين (نويدات مشعة) تشكلا وهما التريتيوم و بيريليوم-7، واللذان يضمحلّان (يتحللان) لاحقاً إلى He-3 و Li-7.

إن العناصر الأثقل من الليثيوم قد تشكّلت بعد ذلك عندما تكونت النجوم وجرت فيها تفاعلات الانصهار النجمي، في النجوم النامية والمتفجرة.

تاريخ النظرية
-------------

تعود فكرة هذه النظرية إلى أعمال الفيزيائي جورج جاموف عام 1946. في عام 1950 وصف العالم هاياشي شوشيرو Hayashi Chūshirō العملية الترموديناميكية بين النيوترون والبروتون لتشكيل العناصر الخفيفة، وفي عام 1966 وضع رالف ألفر نموذجاً لتخليق 4He.

الخصائص
-------

هناك العديد من الخصائص المهمة لعملية «التخليق النووي بعد الانفجار العظيم انخفضت»:

* حُددت الشروط الأولية (نسبة البروتونات للنيوترونات) في الثانية الأولى بعد الانفجار العظيم.
* كان الكون شبه متجانس إلى حد كبير في ذلك الوقت، وكان يهيمن الإشعاع عليه بشدة.
* حدث الاندماج النووي بعد الانفجار العظيم بـ 10 ثوانٍ إلى 20 دقيقة تقريبًا؛ هذا يتوافق مع مدى الحرارة عندما انخفضت درجة حرارة الكون إلى درجة كافية للسماح للتكوين الديوتيريوم في الوجود، لكنه لم يكن ساخنًا وكثيفًا بما يكفي لحدوث تفاعلات الاندماج النووي بمعدل كبير.
* كان **بي بي إن** (التخليق النووي) واسع الانتشار عبر الكون المرصود بأكمله.

تُعتبر نسبة عدد الباريونات للفوتونات المعامل الرئيسي الذي يسمح للعلماء بحساب تأثيرات بي بي إن، وهي نسبة صغيرة في حدود 6\*10-10. يعبر هذا المعامل عن كثافة الباريونات ويتحكم بمعدل تصادم النويات وتفاعلها؛ ويمكن من هنا حساب وفرة العناصر بعد انتهاء التخليق النووي. على الرغم من أن نسبة الباريونات للفوتونات مهمة في تحديد وفرة العناصر، إلا أن القيمة الدقيقة لا تُحدث فرقًا كبيرًا في الصورة العامة للنتائج. بدون تضمين تغيرات كبيرة في نظرية الانفجار العظيم نفسها، سيؤدي بي بي إن إلى خلق وفرة في العناصر وفق النسب الكتلية التالية تقريبًا: 75 % من الهيدروجين-1، 25% من الهيليوم-4، 0.01% من الديوتيريوم والهيليوم-3، وكميات ضئيلة (بحدود 10-10) من الليثيوم، وعناصر أثقل بنسبة شبه معدومة. يعتبر توافق الوفرة المرصودة في الكون بشكل عام مع هذه الأرقام دليلًا قويًا على سلامة نظرية الانفجار العظيم.

في هذا الحقل العلمي، ولأسباب تاريخية، من المعتاد استخدام «الكسر الكتلي» للهيليوم -4، الذي يحمل رمز (واي Y)، أي أن نسبة 25% من الهيليوم-4 تعني أن ذرات الهيليوم-4 تشكل 25% من الكتلة الكلية، لكن أقل من 8% من النويات الناتجة ستكون نويات الهيليوم-4. عادة ما يُعبر عن النويات الأخرى (ذات الكميات الضئيلة) وفق نسبتها لكمية الهيدروجين.

ظهرت أولى الحسابات المُفصلة لوفرة النظائر الابتدائية في عام 1966. وجرى تنقيحها على مر السنين باستخدام التقديرات المُحدثة لمعدلات التفاعلات النووية. في عام 1993، أُجريت أول دراسة منهجية باستخدام «طريقة مونت كارلو» على طريقة تأثر تنبؤات النظائر نتيجة عدم اليقين في معدل التفاعلات النووية، على مدى درجة الحرارة المعنية.

المعاملات المهمة
----------------

يعتمد تكون العناصر الخفيفة خلال بي بي إن على عدد من المعاملات؛ من بينها نسبة النيوترونات للبروتونات (القابلة للحساب باستخدام فيزياء «النموذج المعياري») ونسبة الباريونات للفوتونات.

### نسبة النيوترونات للبروتونات

حُددت نسبة النيوترونات للبروتونات باستخدام فيزياء النموذج العياري قبل عصر التخليق النووي، خاصةً خلال أول ثانية بعد الانفجار العظيم. يمكن أن تتفاعل النيوترونات مع البوزيترونات أو جسيمات الإلكترون نيوترينو لتكوين بروتونات وجسيمات أخرى وفق التفاعلات التالية:

{\displaystyle {\ce {n\ +e+<=>{\overline {\nu }}\_{e}+p}}}

{\displaystyle {\ce {n \ + \nu\_{e}<=> p + e-}}}

في أوقات أبكر بكثير من أول ثانية بعد الانفجار العظيم، كانت هذا التفاعلات سريعة وحافظت على نسبة النيوترونات للبروتونات (إن/بّي n/p) قريبة من 1:1. مع انخفاض درجة الحرارة، انزاح هذا التوازن لصالح البروتونات بسبب كتلتها الأقل بدرجة طفيفة، وانخفضت نسبة إن/بّي بسلاسة. استمرت هذه التفاعلات حتى يتسبب انخفاض درجة الحرارة والكثافة في تبطيء التفاعلات للغاية، والتي حدثت عند حرارة تعادل تقريبًا 0.7 ميغا إلكترون فولت (بعد نحو ثانية واحدة) وتُسمى «درجة حرارة التجمد». عند هذه الحرارة، كانت نسبة إن/بّي نحو 1/6. مع ذلك، فإن النيوترونات الحرة هي غير مستقرة إذ تتمتع بمتوسط عمر يساوي 880 ثانية؛ ما يعني أن بعض النيوترونات قد اضمحلت بعد دقائق قليلة قبل اندماجها لتكون النويات، وبالتالي فإن نسبة إن/بّي الكلية بعد انتهاء التخليق النووي هي نحو 1/7. أما بالنسبة للنيوترونات التي اندمجت بدلًا من أن تضمحل، فقد انتهى المطاف بجميعها تقريبًا بتكوين الهيليوم-4، نظرًا لحقيقة تمتع الهيليوم-4 بأعلى «طاقة ترابط نووي» لكل نوية بين العناصر الخفيفة. يتنبأ هذا بأن نحو 8% من جميع الذرات يجب أن تكون ذرات الهيليوم-4، ما يعني أن الكسر الكتلي للهيليوم-4 يساوي 25% تقريبًا، وهو ما يتوافق مع عمليات الرصد. بقيت كميات ضئيلة من الديوتيريوم والهيليوم-3 نظرًا لعدم وجود وقتٍ وكثافة كافيين لتفاعلهما لتشكيل الهيليوم-4.

اقرأ أيضاً
----------

* نشوء عدمي

مراجع
-----

1. ↑  Patrignani، C.؛ وآخرون (Particle Data Group) (2016). "Big-Bang nucleosynthesis" (PDF). *Chin. Phys. C*. ج. 40: 100001. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2017-12-10.
2. ↑  Peebles، P. J. E. (1966). "Primeval Helium Abundance and the Primeval Fireball". *Physical Review Letters*. ج. 16 ع. 10: 410–413. DOI:10.1103/PhysRevLett.16.410.
3. ↑  Wagoner, Fowler and Hoyle "ON THE SYNTHESIS OF ELEMENTS AT VERY HIGH TEMPERATURES", *Robert V. Wagoner, William A. Fowler, and F. Hoyle, The Astrophysical Journal, Vol. 148, April 1967.* نسخة محفوظة 20 فبراير 2020 على موقع واي باك مشين.
4. ↑  Gary Steigman (2007). "Primordial Nucleosynthesis in the Precision Cosmology Era". *Annual Review of Nuclear and Particle Science*. ج. 57 ع. 1: 463–491. arXiv:0712.1100. Bibcode:2007ARNPS..57..463S. DOI:10.1146/annurev.nucl.56.080805.140437.

| * ع
* ن
* ت
علم الكون |
| --- |
| خلفية | 
* عمر الكون
	+ مشكلة العمر الكوني
* الانفجار العظيم
* التسلسل الزمني للانفجار العظيم
* الفضاء الكوني

 |  |
| بدايات الكون | 
* إشعاع الخلفية الكونية الميكروي
* خلفية كونية لموجة جاذبية
* التضخم الكوني
* خلفية النيوترينو
* تخليق الانفجار العظيم النووي

 |
| تمدد الكون | 
* إحداثيات روبرتسون-ووكر
* معادلات فريدمان
* قانون هابل
* تمدد الكون
* انزياح أحمر

 |
| تشكُّل البنية | 
* خيط مجري
* تشكل وتطور المجرات
* مجموعة النجوم الزائفة الكبرى
* الكون المرصود
* إعادة التأين
* شكل الكون
* تشكل البنية

 |
| مستقبل الكون | 
* مصير كون يتمدد
* مصير الكون
* الانسحاق الشديد

 |
| مكونات الكون | 
* طاقة مظلمة
* مادة مظلمة
* نموذج لامبدا-سي دي إم

 |
| تاريخ نظريات علم الكون | 
* اكتشاف إشعاع الخلفية الكونية الميكروي
* تاريخ نظرية الانفجار العظيم
* خط زمني لعلم الكون

 |
| التجارب | 
* مسح الانزياح الأحمر المجري 2dF
* تجربة بوميرانج
* مستكشف الخلفية الكونية
* مشروع إليوسترس
* علم الفلك الرصدي
* بلانك (مرصد فضائي)
* مسح سلووان الرقمي للسماء
* مسبار ويلكينسون لقياس التباين الميكروي

 |


| * ع
* ن
* ت
التسلسل الزمني للانفجار العظيم |
| --- |
| 
* الانفجار العظيم
* حقبة بلانك
* حقبة التوحد الكبرى
* حقبة الكهروضعيفة (حقبة التضخم، التضخم الكوني، نشأة الباريونات)
* حقبة الكوارك
* حقبة الهادرون
* حقبة اللبتونات
* حقبة الفوتون (تخليق الانفجار العظيم النووي، هيمنة المادة، إعادة الاندماج)
* العصور المظلمة
* إعادة التأين

 |
| 
* انظر أيضًا: مخطط زمني رسومي للكون

 |

|  |  |
| --- | --- |
| ضبط استنادي: وطنية عدلها في ويكي بيانات | 
* الملف الاستنادي المتكامِل (GND)

 |

* أيقونة بوابةبوابة رحلات فضائية
* أيقونة بوابةبوابة المجموعة الشمسية
* أيقونة بوابةبوابة الفضاء
* أيقونة بوابةبوابة نجوم
* أيقونة بوابةبوابة علم الفلك
* أيقونة بوابةبوابة الفيزياء
* أيقونة بوابةبوابة علم الكون

|  |  |
| --- | --- |
| مشاريع شقيقة | في كومنز صور وملفات عن: تخليق الانفجار العظيم النووي |