Таинственная сила продолжает уничтожать литий во Вселенной. И ученые не знают, почему

Литий — один из самых загадочных элементов в космосе. Он был открыт в 1817 году шведским химиком Иоганном Арфведсоном в минералах петалите, сподумене и лепидолите. Это серебристо-белый металл, мягкий и пластичный, твёрже натрия, но мягче свинца. Его можно обрабатывать прессованием и прокаткой.


Металл имеет большое значение для науки и техники. Он используется в производстве самолетов и аккумуляторов, в термоэлектрических материалах, лазерах, окислителях, дефектоскопии, пиротехнике, сплавах, электронике, металлургии, ядерной энергетике, сушке газов, медицине, смазочных материалах, регенерации кислорода и силикатной промышленности.

Литий присутствует в организме человека, хотя и в очень малых количествах. В среднем, в организме взрослого человека содержится около 70 мг лития, что составляет 0,00001% от общей массы тела. Литий распределен по разным тканям и жидкостям организма, но наибольшая его концентрация наблюдается в мозге. Он участвует в синтезе и действии нейромедиаторов, гормонов, ферментов, витаминов и факторов роста. Литий также оказывает нейротрофическое и нейропротекторное действие, то есть способствует выживанию и развитию нервных клеток.

Но в истории Вселенной были такие времена, когда литий играл ещё более важную роль. Согласно стандартной модели Большого взрыва, литий был одним из первых элементов, которые образовались в период от 100 до 1000 секунд после начала расширения Вселенной. Вместе с водородом и гелием он составлял первичную химическую составляющую космоса.

Однако астрономы столкнулись с проблемой: измеренное количество лития во Вселенной значительно меньше, чем предсказанное теорией. Это называется «проблемой лития» или «парадоксом лития». Хотя стандартная модель точно предсказывает первичное содержание водорода и гелия, она завышает измеренное первичное содержание лития в три-четыре раза. Итак, либо предсказания неточны (и измерения верны), либо предсказания точны (и измерения неверны). Почему так произошло? Куда делись атомы лития? И как это может повлиять на наше понимание происхождения и эволюции Вселенной?

Существует несколько гипотез, которые пытаются объяснить этот парадокс. Одна из них предполагает, что литий был уничтожен в звездах. Звезды — ядерные реакторы, которые превращают легкие элементы в тяжелые. Литий — один из самых неустойчивых элементов при высоких температурах и давлениях. Он может быть разрушен при столкновении с другими атомами или протонами. Таким образом, звезды могли «съесть» часть лития из космоса.

Другая гипотеза связана с темным веществом. Темное вещество — загадочная форма материи, которая не излучает и не отражает свет, но оказывает гравитационное воздействие на обычную материю. Темное вещество составляет около 85% всей материи во Вселенной. Некоторые ученые полагают, что темное вещество может состоять из частиц, которые способны аннигилировать друг с другом, высвобождая энергию и частицы обычной материи.

Ещё одна гипотеза касается космологической инфляции. Инфляция — быстрое ускоренное расширение Вселенной в первые доли секунды после Большого взрыва. Инфляция объясняет некоторые особенности Вселенной, такие как её однородность, плоскость и отсутствие магнитных монополей. Однако инфляция также могла привести к появлению квантовых флуктуаций, которые создавали бы различия в плотности и температуре материи в разных областях Вселенной. Это вполне способно повлиять на количество лития, образовавшегося во время ядерного синтеза.