Номер 13, страница 129 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

XII. Строение и эволюция Вселенной. Выполняем тест - номер 13, страница 129.

Условие.

13. Согласно теории Большого взрыва, протоны и ядра гелия объединились с электронами и образовали нейтральные атомы спустя примерно:

1) 3 мин после Большого взрыва

2) 300 000 лет после Большого взрыва

3) 1 млрд лет после Большого взрыва

4) 4,5 млрд лет после Большого взрыва

Решение.

Решение

Процесс, о котором говорится в вопросе — объединение протонов (ядер водорода) и ядер гелия с электронами для образования электрически нейтральных атомов — в космологии известен как эпоха рекомбинации. Это ключевое событие в истории ранней Вселенной.

В первые сотни тысяч лет после Большого взрыва Вселенная представляла собой горячую и плотную плазму. Температура была настолько высока, что электроны и атомные ядра (в основном протоны и ядра гелия, образовавшиеся в ходе первичного нуклеосинтеза) не могли объединиться в стабильные атомы. Любой атом, который мог бы случайно образоваться, тут же разрушался (ионизировался) фотоном высокой энергии.

По мере расширения Вселенная остывала. Когда её возраст достиг примерно 380 000 лет, температура упала до около $3000 \text{ К}$. При этой температуре энергия фотонов стала недостаточной для ионизации атомов водорода. В результате электроны начали массово захватываться ядрами, образуя нейтральные атомы. Этот процесс и называется рекомбинацией. После рекомбинации Вселенная стала прозрачной для электромагнитного излучения, поскольку фотонам больше не мешали свободные электроны. Свет, испущенный в ту эпоху, доходит до нас сегодня в виде реликтового микроволнового излучения.

Проанализируем варианты ответа:

1) 3 мин после Большого взрыва – это время окончания первичного нуклеосинтеза, когда сформировались легкие ядра. Вселенная была еще плазмой с температурой около миллиарда градусов, что слишком горячо для образования атомов.

2) 300 000 лет после Большого взрыва – это значение очень близко к реальному времени наступления эпохи рекомбинации (~380 000 лет). Это правильный временной масштаб.

3) 1 млрд лет после Большого взрыва – к этому времени уже активно формировались первые звезды и галактики. Рекомбинация произошла задолго до этого.

4) 4,5 млрд лет после Большого взрыва – это приблизительное время образования нашей Солнечной системы, что является гораздо более поздним событием в истории Вселенной.

Следовательно, наиболее точным ответом является второй вариант.

Ответ: 2) 300 000 лет после Большого взрыва.