Гравитационные волны могли способствовать появлению жизни на Земле
В момент открытия гравитационных волн в 2015 году многим они казались чем-то отвлечённым, слишком гигантским и одновременно малозначительным, чтобы влиять на нашу жизнь. Но что, если сама эта жизнь возникла благодаря им — миллиарды лет назад? Или, по крайней мере определённые её аспекты. Трио британских учёных в своём исследовании пришло к выводу, что это более, чем вероятно.
Жизнь — это прежде всего химический процесс, и без соответствующих элементов он был бы невозможен. Человеческий организм состоит прежде всего из кислорода, водорода и углерода, но кроме них в нём содержится ещё чуть ли не треть таблицы Менделеева. Число элементов, без которых наше существование невозможно, равняется двадцати.
18 из них (те, у которых атомный номер меньше 35), образуются при взрывах сверхновых, коллапс которых многократно усиливает реакции ядерного синтеза. Но два необходимых нам элемента имеют совершенно другой генезис. Это йод и бром.
Слишком тяжёлые для «обычного» звёздного взрыва, они образуются в результате так называемого быстрого захвата нейтронов, называемого также «R-процессом». Тяжёлые атомные ядра захватывают один за другим несколько нейтральных субатомных частиц так быстро, что не успевают распасться. При высокой температуре и достаточном количестве нейтронов происходит их поглощение и синтез более тяжёлых элементов.
Где происходит этот процесс? Физики пока не могут прийти к единому списку явлений, при которых он возможен (например — отскок сверхновой с коллапсом ядра). Лишь по поводу одного из них царит полное единодушие — это слияние двух нейтронных звёзд, также известное, как килоновая. Колоссальная температура (миллиард градусов и больше), а также фантастическое гравитационное давление — именно то, что может запустить синтез элементов почти любой массы.
И гравитационные волны являются важнейшей составляющей этого процесса. «Столкновения нейтронных звезд происходят из-за того, что двойные системы теряют энергию, испуская гравитационные волны, так что эти фундаментальные физические явления, возможно, сделали возможной человеческую жизнь», — отметил ведущий автор статьи, Джон Р. Эллис из Лондонского королевского колледжа.
Эллис и его коллеги подсчитали, что R-процесс обеспечил 96% содержания на Земле 127I, изотопа йода, без которого невозможна выработка гормонов щитовидной железой, и большую часть содержания брома (необходимого для коллагеновых волокон тканей). Не говоря уже обо всём земном тории и уране. Таким образом, не только наша ядерная энергетика, но и сама жизнь в какой-то мере является отдалённым эхом килоновых.
Впрочем, взрыв килоновой мог не только подарить нам жизнь, но и отнять её, причём навсегда. Колоссальная энергия, которая выделяется при таком событии, могла бы даже на расстоянии в десятки световых лет «заполировать» поверхность планеты, быстрее, чем миллион термоядерных бомб. Насколько вероятно, что такое на самом деле произойдёт с Землёй? У астрофизиков есть определённые оценки.
