Почему гелий не продолжал генерироваться через несколько минут после Большого взрыва?

Для образования He необходимо пройти промежуточный синтез дейтерия.

Это возможно только в промежутке времени, когда: (1) Вселенная не слишком горячая/плотная, чтобы дейтерий не мог выжить достаточно долго, чтобы принять участие в дальнейших реакциях, прежде чем он будет уничтожен энергичными фотонами; (2) во-первых, Вселенная не слишком холодна, чтобы синтезировать дейтерий.

Именно последнее ограничение завершает первичный синтез гелия примерно через 5-10 минут, хотя я предполагаю, что распад свободных нейтронов также вносит (очень) небольшой вклад.

Производство гелия, конечно же, продолжается внутри звезд главной последовательности и по сей день. Содержание Не во Вселенной, межзвездных и межгалактических средах очень медленно увеличивается по мере того, как продукты звездного нуклеосинтеза рассеиваются звездными ветрами и сверхновыми.

Образование гелия маловероятно. Сразу после Большого взрыва было много несвязанных частиц — протонов, нейтронов и электронов. Поскольку Вселенная была невероятно крошечной, плотность была невообразимо высокой. В этих условиях два протона и нейтрон могут слиться, образуя He-3. По мере того, как Вселенная росла, плотность падала, температура падала, и шансы на то, что это слияние произойдет, упали практически до нуля.

Позже звезды бы за. В этих звездах гравитация воссоздала довольно высокие плотности и температуры. К счастью, они были все еще намного, намного ниже, чем при Большом взрыве, иначе звезды сожгли бы свой водород за минуты, а не за миллиарды лет.

Чтобы реакция находилась в равновесии в расширяющейся Вселенной, скорость взаимодействия$\Gamma$должна быть намного больше, чем скорость расширения Вселенной, которая является параметром Хаббла$H$. В какой-то момент,$\Gamma$упал ниже$H$, и взаимодействие перестало происходить («заморозилось», говоря космологическим жаргоном), и содержание гелия перестало меняться. (Конечно, пока не образовались звезды.)