ПЕРВИ́ЧНЫЙ НУКЛЕОСИ́НТЕЗ

ПЕРВИ́ЧНЫЙ НУКЛЕОСИ́НТЕЗ, со­во­куп­ность про­цес­сов, при­во­дя­щая к фор­ми­ро­ва­нию пер­вич­но­го хи­мич. со­ста­ва ве­ще­ст­ва (до об­ра­зо­ва­ния звёзд). Счи­та­ет­ся, что П. н. про­хо­дил от пер­вой секун­ды до пер­вых ми­нут эво­лю­ции Вселен­ной. В ре­зуль­та­те тер­мо­ядер­ных ре­ак­ций и про­цес­сов бе­та-рас­па­да об­ра­зо­ва­лись наи­бо­лее рас­про­стра­нён­ные хи­мич. эле­мен­ты – во­до­род ¹H и ге­лий ⁴He (при­бли­зи­тель­но 3 ато­ма во­до­ро­да на 1 атом ге­лия), а так­же зна­чи­тель­но бо­лее ред­кие дей­те­рий ²H, ге­лий ³He и ли­тий ⁷Li. В хо­де П. н. об­ра­зо­ва­лись ещё не­ко­то­рые хи­мич. эле­мен­ты, од­на­ко их кон­цен­тра­ция бы­ла ни­чтож­ной.

Кон­цен­тра­ция хи­мич. эле­мен­тов на мо­мент за­вер­ше­ния П. н. чув­ст­ви­тель­на к двум па­ра­мет­рам кос­мо­ло­гич. стан­дарт­ной мо­де­ли (КСМ): плот­но­сти ба­рио­нов и плот­но­сти энер­гии всех ре­ля­ти­ви­ст­ских час­тиц, оп­ре­де­ляю­щих в эпо­ху П. н. темп кос­мо­ло­гич. рас­ши­ре­ния на ра­диа­ци­он­но-до­ми­ни­ро­ван­ной ста­дии (см. Кос­мо­ло­гия). По­сколь­ку темп-ру из­лу­че­ния мож­но вы­чис­лить, зная совр. темп-ру ре­лик­то­во­го из­лу­че­ния, за­да­ча оп­ре­де­ле­ния вы­ше­ука­зан­ных па­ра­мет­ров КСМ сво­дит­ся к оп­ре­де­ле­нию двух из­ме­ряе­мых ве­ли­чин: ко­ли­че­ст­ва ба­рио­нов η_b, при­хо­дя­щих­ся на 1 фо­тон во Все­лен­ной (т. н. ме­ра ба­ри­он­ной асим­мет­рии), и от­но­ше­ния ϰ_r пол­ной плот­но­сти ре­ля­ти­ви­ст­ских час­тиц в эпо­ху П. н. к пол­ной плот­но­сти фо­то­нов и трёх сор­тов ней­три­но и ан­ти­ней­три­но.

Для экс­пе­рим. оп­ре­де­ле­ния этих па­ра­мет­ров наи­бо­лее про­дук­тив­ным яв­ля­ет­ся из­ме­ре­ние рас­про­стра­нён­но­сти дей­те­рия в ран­ней Все­лен­ной (на 1 атом дей­те­рия при­хо­дит­ся ок. 25000 ато­мов во­до­ро­да) по ли­ни­ям по­гло­ще­ния в спек­трах да­лё­ких ква­за­ров. Ре­зуль­та­ты ис­сле­до­ва­ний со­гла­су­ют­ся в пре­де­лах оши­бок с дан­ны­ми по ани­зо­тро­пии ре­лик­то­во­го из­лу­че­ния, что яв­ля­ет­ся не­за­ви­си­мым под­твер­жде­ни­ем пра­виль­но­сти вы­во­дов об эво­лю­ции и со­ста­ве Все­лен­ной. Срав­не­ние ре­зуль­та­тов рас­чё­та с на­блю­де­ния­ми да­ют сле­дую­щие чис­лен­ные зна­че­ния кос­мо­ло­гич. па­ра­мет­ров η_b и ϰ_r:

η_b≈6·10^–10, ϰ_r≈1,

что со­от­вет­ст­ву­ет вкла­ду ба­ри­он­но­го ве­ще­ст­ва в пол­ную плот­ность всех форм ма­те­рии в совр. Все­лен­ной ок. 4,5% (по­греш­ность ок. 10%).

Та­ким об­ра­зом, ана­ли­зи­руя дан­ные по П. н., мож­но не­за­ви­си­мо оп­ре­де­лить кос­мо­ло­гич. плот­ность ба­рио­нов во Все­лен­ной, а так­же сде­лать вы­вод о том, что в эпо­ху П. н. в ран­ней Все­лен­ной не бы­ло до­пол­нит. ре­ля­ти­ви­ст­ских час­тиц с за­мет­ной кон­цен­тра­ци­ей, кро­ме фо­то­нов и трёх сор­тов ней­три­но ле­вой спи­раль­но­сти (и ан­ти­ней­три­но пра­вой спи­раль­но­сти). Этот вы­вод на­хо­дит­ся в пол­ном со­от­вет­ст­вии со стан­дарт­ной мо­де­лью фи­зи­ки эле­мен­тар­ных час­тиц.