ვარსკვლავების ცხოვრების ციკლი

  ამ პოსტში მე მინდა ჩამოვაყალიბო ვარსკვლავების დაბადების და სიკვდილის პროცესი. აქვე გავიგებთ თუ რამდენად მნიშვნელოვანია გრავიტაციული ძალა მთელს სამყაროში და მათ შორის ჩვენს ცხოვრებაშიც.
  პირველი ვარსკვლავი სამყაროში გაჩნდა დიდი აფეთქებიდან დაახლოებით ერთი მილიარდი წლის შემდეგ. ვარსკვლავების ჩამოყალიბება ხდება სამყაროში არსებული ცივი წყალბადის ღრუბლებისგან და მტვრისგან.


გრავიტაციული ველის გავლენით ხდება აღნიშნული მტვერისა და წყალბადის გაზის შეკუმშვა, შეგროვება, რის შემდეგაც ეს ყველაფერი იწყებს ბრუნვას და ბირთვში დაგროვილი მატერია ხდება იმდენად შეკუმშული, რომ იწყება თერმობირთვული სინთეზი, აინთება ვარსკვლავი.

ბირთვის გარშემო დარჩენილი მტვერისგან კი შესაძლებელია პლანეტები ჩამოყალიბდნენ. როდესაც ვარსკვლავები დაიბადებიან, მათ აქვთ განსხვავებული ზომები და მასები, ასევე მათი ფერიც განსხვავებულია. რაც უფრო მხურვალეა ვარსკვლავი, მით უფრო კაშკაშაა იგი და ის არის ცისფერი, ხოლო ნაკლებად მხურვალე ვარსკვლავები არიან წითელი ფერის.
  გრავიტაციული ძალა მუდამ ცდილობს ვარსკვლავი შეკუმშოს,რის შედეგადაც ვარსკვლავის ბირთვში წარმოიქმნება დიდი წნევა და ამის საფუძველზე ხდება წყალბადის გამოწვა, საიდანაც ვარსკვლავი იღებს ენერგიას. ვარსკვლავების შექმნა გრავიტაციული ველის დამსახურებაა, ისევე როგორც მათი განადგურება. როდესაც ვარსკვლავები გრავიტაციული მიზიდულობის ძალასთან ჭიდილში გამოცლიან თავიანთ წყალბადის საწვავს, იწყება მათი სიკვდილის პროცესი, რომელიც განსხვავებულია სხვადასხვა მასის მქონე ვარსკვლავებისთვის. დიდი მასის მქონე ვარსკვლავები უფრო სწრაფად წვავენ თავიანთ საწვავს და შედეგად მცირე მასის მქონე ვარსკვლავებთან შედარებით უფრო მცირე დროის მანძილზე ცოცხლობენ. ჩვენი გალაქტიკის მზე არის პატარა ვარსკვლავი და მისი ტოლი ვარსკვლავები ცოცხლობენ დაახლოებით 10 მილიარდი წლის მანძილზე, მაშინ როცა მასზე 20-ჯერ დიდ ვარსკვლავს შეუძლია იცოცხლოს მხოლოდ დაახლოებით 10 მილიონი წელი.
  ისეთი ვარსკვლავები, როგორიც არის ჩვენი გალაქტიკის მზე, ანუ მცირე ზომის ვარსკვლავები, წყალბადის საწვავის გამოლევის შემდეგ იწყებენ ჰელიუმის და უფრო მძიმე ელემენტების გამოწვას. შედეგად ვარსკვლავის გარე ფენები იწყებენ უფრო გახურებას და გაფართოებას, გრავიტაციული ველი ვეღარ აკავებს მას და ვარსკვლავი იწყებს გაფართოებას. ამ დროს ის გადაიქცევა წითელ გიგანტად და თუ კი მასთან ახლოს იმყოფებიან პლანეტები, შთანთქავს მათ. სავარაუდოდ მომავალში ჩვენს მზესაც იგივე ბედი ელის, გადაიქცევა წითელ გიგანტად და შთანთქავს მის ირგვლივ მბრუნავ რამდენიმე პლანეტას, მათ შორის შესაძლებელია დედამიწასაც.

მას შემდეგ, რაც ვარსკვლავის ბირთვი სრულად გამოწავს მძიმე ელემენტების საწვავს, მოხდება წითელი გიგანტის აფეთქება და ბირთვის გარშემო მყოფი გარსი მიმოიფანტება ბირთვის ირგვლივ, წარმოიქმნება პლანეტარული ნისლი (Planetary Nebula).

(M27: The Dumbbell Nebula, Credit & Copyright: Joe & Gail Metcalf, Adam Block, NOAO, AURA, NSF )


(M2-9: Wings of a Butterfly Nebula, Credit: B. Balick (U. Washington) et al., WFPC2, HST, NASA)


(NGC 6543 Hubble Wide Field Image)

დარჩენილ ბირთვს აღარ გააჩნია საწვავი ბირთვული რეაქციებისთვის, მაგრამ ის მაინც აგრძელებს სიცოცხლეს და გამოირჩევა თეთრი კაშკაშა ნათებით.ვარსკვლავისგან დარჩენილ ამ კაშკაშა ბირთვს ეწოდება თეთრი ჯუჯა.
  თეთრი ჯუჯებს ჩვეულებრივ აქვთ მზის მასის ნახევარი მასა და ისინი არიან დედამიწაზე ოდნავ დიდი ზომის, რაც იმას ნიშნავს, რომ თეთრი ჯუჯები წარმოადგენენ ძალიან მკვრივ ობიექტებს. მათი სიმკვრივე არის დაახლოებით 1x10⁹კგ/მ³, მაშინ როცა დედამიწის საშუალო სიმკვრივე არის დაახლოებით 5.4x10³კგ/მ³, ე.ი თეთრი ჯუჯა დედამიწაზე 200 000-ჯერ უფრო მკვრივია და მისი მიზიდულობის ძალა დედამიწის მიზიდულობის ძალაზე 100 000-ჯერ უფრო დიდია. თეთრ ჯუჯას მაქსიმუმ შესაძლებელია ქონდეს 1.4 მზის მასის ტოლი მასა. ვარსკვლავს სიცოცხლის ამ ეტაპზე აღარ გააჩნია საწვავი იმისთვის, რომ წინააღმდეგობა გაუწიოს გრავიტაციული ძალისგან გამოწვეულ გარედან მოქმედ წნევას, ამიტომაც ის იკუმშება იქამდე სანამ თეთრი ჯუჯის შემადგენელი ატომების ელექტრონები არ დაიწყებენ ერთმანეთთან დაჯახებას. ელექტრონები დამუხტულნი არიან უარყოფითად და ისინი ერთმანეთს განიზიდავენ, ასევე ელექტრონებისთვის მოქმედებს კვანტურ მექანიკაში ცნობილი პაულის პრინციპი, რომლის თანახმადაც ერთ ენერგეტიკულ დონეზე არ შეიძლება ორი ერთნაირი კვანტური მახასიათებლის მქონე ელექტრონს ყოფნა. გრავიტაციული ველის გავლენით კი თეთრი ჯუჯა იმ დონემდე არის შეკუმშილი, რომ ელექტრონებისთვის თავისუფალი ადგილი აღარ რჩება და ამიტომაც ყალიბდება გადაგვარებული ელექტრონული გაზი. ამის შემდეგ კვანტური მექანიკით უკვე დაუშვებელია უფრო მცირე ზომამდე შეკუმშვა თეთრი ჯუჯა გააგრძელებს იქამდე არსებობას, სანამ არ ჩაქრება და გადაიქცევა შავ ჯუჯად. შავი ჯუჯები მხოლოდ თეორიაში არსებობენ, ისინი ჯერ არ დაუფიქსირებიათ, ალბათ იმიტომ, რომ სამყარო არ არის იმხელა ასაკის, რომ ვარსკვლავს მოესწროს შავ ჯუჯად გადაქცევა.
  ამრიგად, ჩვენი მზის მსგავსი ვარსკვლავები სიცოცხლის დასასრულს გადაიქცევიან წითელ გიგანტებად, შემდეგ აფეთქდებიან და გადაიქცევიან თეთრ ჯუჯად და საბოლოოდ სიცოცხლეს დაასრულებენ შავ ჯუჯებად. წითელი გიგანტის აფეთქების შედეგად დარჩენილი ნისლისგან კი მრავალი წლის გასვლის შემდეგ კვლავ ჩამოყალიბდება ახალი ვარსკვლავი.
  ჩვენი გალაქტიკის მზეზე ბევრად მასიური ვარსკვლავები მალევე გამოწვავენ წყალბადის საწვავს. შედეგად ვარსკვლავის ტემპერატურა აღწევს იმდენს, რომ იწყება ნახშირბადის გამოწვა ჟანგბადთან, ნეონის მაგნიუმთან,ჟანგბადის მაგნიუმთან, სილიციუმის გოგირდთან და ბოლოს ჩამოყალიბდება რკინის ბირთვი. რკინა არის ყველაზე სტაბილური ელემენტი და მისი უფრო მძიმე ნივთიერებასთან შერწყმის დროს ენერგია არ გამოიყოფა, პირიქით შთაინთქმება. ამ დროს ვარსკვლავს სრულად გამოელევა საწვავი და იწყება რკინის ბირთვის ბირთვულ სიმკვრივამდე შეკუმშვა, ამაზე მეტად შეკუმშვა შეუძლებელია. შემდეგ ვარსკვლავი ფეთქდება და წარმოიქმნება ზეახალი აფეთქება (Supernova explosion), რასაც თან მოსდევს მაღალი ენერგიის მქონე დიდი რაოდენობის ნეიტრინოების გამოსხივება.


აფეთქების შემდეგ გაფანტული რკინა ეჯახება და უერთდება სხვა ელემენტებს, ასე წარმოიქმნება მენდელეევის ტაბულაზე არსებული რკინაზე უფრო მძიმე ელემენტები. აფეთქების შემდეგ ასევე რჩება გახურებული ნეიტრონული ბირთვი, რომლის შემდგომი ბედი დამოკიდებულია საწყისი ვარსკვლავის მასაზე. თუ საწყისი ვარსკვლავის მასა არის დაახლოებით 4-დან 10-მდე მზის მასის ტოლი, მაშინ ასეთი ვარსკვლავისგან დარჩენილი გახურებული ნეიტრონული ბირთვი გაცივდება და გახდება ნეიტრონული ვარსკვლავი.

  ნეიტრონული ვარსკვლავის დიამეტრი დაახლოებით 20კმ-ის ტოლია და მისი მასა უდრის დაახლოებით 1.4 მზის მასას, რაც ნიშნავს უზარმაზარ სიმკვრივეს. ნეიტრონული ვარსკვლავის ერთი ჩაის კოვზის ტოლი ნაჭერი იწონის მილიარდ ტონას და მისი მიზიდულობის ძალა 2x10¹¹-ჯერ დიდია დედამიწის მიზიდულობის ძალაზე. ასევე მას გააჩნია ძალზედ ძლიერი მაგნიტური ველი, რომელიც აჩქარებს ელექტრონებ, რის შედეგადაც ხდება გამოსხივება. ამ გამოსხივების მიმართულება ნეიტრონული ვარსკვლავის ბრუნვის გამო იცვლება, ამიტომაც დედამიწაზე მას აფიქსირებენ მოციმციმე ობიექტად და მას პულსარს უწოდებენ.

  თუ ვარსკვლავის მასა არის 10 მზის მასაზე დიდი და ასეთი ვარსკვლავისგან დარჩენილი ნეიტრონული ბირთვი საკმარისად მძიმეა, მაშინ ის გადაიქცევა შავ ხვრელად, რომელიც შთანთქავს მის ირგვლივ მყოფ ყველა ობიექტს, მათ შორის სინათლესაც.
  ამრიგად, ვარსკვლავებს თავიანთი მასების მიხედვით აქვთ სამგვარი დასასრული: შავი ჯუჯა, ნეიტრონული ვარსკვლავი და შავი ხვრელი...
  ჩვენი სამყაროს ხილული მატერიის თითქმის 72 %-ს წყალბადი შეადგენს, დაახლოებით 27 %-ს ჰელიუმი, ხოლო მენდელეევის ტაბულის ყველა დანარჩენი ელემენტის წვლილი 1 %-ზე ნაკლებია და ისინი შეიქმნენ, როგორც ზემოთ უკვე ავღნიშნე, სწორედ დიდი მასის მქონე ვარსკვლავების ბირთვებში და ზეახალი აფეთქებებისგან (Supernova explosion). ე.ი ჩვენს პლანეტაზე მძიმე ელემანტების არსებობა, რომლებისგანაც ჩვენ შევდგებით, მთლიანად დამსახურებაა დიდი მასის ვარსკვლავების და ზეახალი აფეთქებების, ანუ შეიძლება ითქვას, რომ ჩვენ აწ უკვე გამქრალი ვარსკვლავების შვილები ვართ. ამ ვარსკვლავების დაბადება და სიკვდილი კი სამყაროში არსებული ოთხი სახის ურთიერთქმედებიდან ერთ-ერთის, გრავიტაციული ურთიერთქმედების დამსახურებაა.

მზის ლაქები და კოსმოგენური ნაწილაკები

 მზეს მრავალი მახასიათებელი გააჩნია და იგი მნიშვნელოვნად განსაზღვრავს დედამწაზე მიმდინარე პროცესებს.
 მზის მაგნიტური აქტიურობა ზეგავლენას ახდენს დედამიწის ატმოსფეროში კოსმოგენური ნაწილაკების წარმოქმნაზე. რა არის კოსმოგენური ნაწილაკები?  კოსმოგენური ნაწილაკები არიან ის ნაწილაკები რომლებიც წარმოიქმნებიან დედამიწის ატმოსფეროში არსებულ ატომებთან პირველადი კოსმოსური სხივების ურთიერთქმედების შედეგად.  დედამიწის ატმოსფერო მუდამ "იბომბება"  კოსმოსური გამოსხივებით, რომელიც წარმოადგენს მაღალი ენერგიის მქონე დამუხტულ ნაწილაკებს, ამ ნაწილაკების უდიდეს ნაწილს წარმოადგენენ პროტონები.  კოსმოსური სხივები სავარაუდოდ მოდიან შორეული გალაქტიკების ცენტრიდან, მათი წარმოქმნის ზუსტი წყარო დღესაც არ არის ცნობილი.
  დედამიწის ატმოსფეროში კოსმოსურ სხივებთან ერთად შემოდიან მზიდან წამოსული დამუხტული ნაწილაკები და შედეგად წარმოიქმნებიან კოსმოგენური ნაწილაკები. ამ ნაწილაკებს წარმოადგენენ ³H, ⁷Be, ¹⁰Be, ¹⁴C, ³⁶Cl.

ატომები	საშუალო რაოდენობა (ატომი სმ-2წმ-1)
3H	0.281
7Be	0.0354
10Be	0.0184
14C	2.02
36Cl	0.00188

ყველაზე დიდი რაოდენობით წარმოიქმნება ¹⁴C .

¹⁴C წარმოქმნის შემდეგ უერთდება ჟანგბადს, წარმოიქმნება ნახშირორჟანგი და ილექება მიწის ზედაპირზე. შემდეგ ¹⁴C-ისდან შემდგარი ნახშირორჟანგი ხვდება მცენარეებში, მცენარეები კი მას გარდაქმნიან სახამებლად. მცენარეების საშუალებით კი ¹⁴C ხვდება ცხოველების და ადამიანის ორგანიზმშიც.
¹⁴C წარმოადგენს არასტაბილურ ნაწილაკს, ამიტომაც მისი საშუალებით შესაძლებელია ძველი ნივთების, ხის მასალის და ძვლების დათარიღება. ¹⁴C-ს ასევე შეიცავს ხის რგოლები.

როგორც ცნობილია ყოველ ერთ წელიწადში ხე იკეთეთებს ერთ რგოლს და უკვე დახურულ რგოლში აღარ ხდება ¹⁴C-ის მოხვედრა. როგორც ზემოთ ავღნიშნე დედამიწის ატმოსფეროში ¹⁴C-ის წარმოქმნა გამოწვეულია კოსმოსური სხივებით, ამიტომაც ხის რგოლებში ¹⁴C-ის რაოდენობის განსაზღვრა საშუალებას იძლევა განისაზღვროს გარკვეულ წელს როგორი ინტენსივობის კოსმოსური სხივები იყო, რაც მნიშვნელოვანი ინფორმაციაა კოსმოსური სხივების ფიზიკის შესასწავლად.
დედამიწის ატმოსფეროში წარმოქმნილი ¹⁰Be-ც ასევე დაილექება მიწაზე და მარავალი წლის წინ დალექილი ¹⁰Be-ის მარაგი არის ოკეანეების ფსკერზე და ყინულების ბირთვებში.
ეხლა დავუბრუნდეთ ისევ მზეს: მზეს გააჩნია თავისი მაგნიტური ველი, რომელიც მუდმივად იცვლის პოლარობას. მზის მაგნიტური ველის პოლარობა რომ შეიცვალოს საწინააღმდეგოთი საჭიროა 11 წელი, ანუ ყოველ 22 წლეში მზის მაგნიტური ველის პოლარობა უბრუნდება საწყის მდგომარეობას.მზეს ასევე გააჩნია ლაქები, რომლის როდენობა ცვალებადია.

იმ პერიოდში, როცა მაგნიტური ველის პოლარობა შეცვლა ნაკლებად ხდება, მზის ლაქების რაოდენობა არის მაქსიმალური, შედეგად ხდება მზის წიაღიდან გახურებული პლაზმის ამოტყორცნა.

მზის მაგნიტური აქტიურობა განსაზღვრავს დედამიწის ატმოსფეროში კოსმოგენური ნაწილაკების წარმოქმნის რაოდენობას, რადგანაც ის იწვევს კოსმოსური სხივების მიმართულების გადახრას და შედეგად ატმოსფეროში აღწევენ შედარებით მცირე რაოდენობით კოსმოსური სხივები, ამიტომაც კოსმოგენური ნაწილაკები წარმოიქმნება ნაკლები რაოდენობით. ე.ი დედამიწის ატმოსფეროში რომელიმე წელს წარმოქმნილი მაგალითად ¹⁰Be-ის და ¹⁴C-ის რაოდენობა დამოკიდებულია მზის მაგნიტურ აქტიურობაზე. აღმოჩნდა, რომ დედამიზაზე წლების მიხედვით ¹⁰Be-ის რაოდენობა მაქსიმალურია, როდესაც მზის ლაქების რაოდენობა მცირეა და პირიქით, როდესაც ლაქების რაოდენობა ბევრია. ე.ი როდესაც მზის ლაქების რაოდენობა დიდია, მაშინ მზე მაგნიტურად უფრო აქტიურია და ხელს უშლის ატმოსფეროში კოსმოსური სხივების შემოსვლას.

ზედა გრაფიკზე მოცემულია წლების მიხედვით მზის ლაქების რაოდენობა. მზეზე ლაქების რაოდენობას გააჩნია 11 წლიანი ციკლი, ანუ დაახლოებით ყოველ თერთმეტ წელიწადში  ლაქების რაოდენობა აღწევს მაქსიმუმს და შემდეგ ისევ იწყებს კლებას, ხდება მინიმუმი, შემდეგ ისევ იწყებს ზრდას და აღწევს მაქსიმუმს. ორ მინიმუმს შორის შუალედი ასევე 11 წელია. 1645-დან 1710 წლამდე დაფიქსირებულია ლაქების ყველაზე მცირე რაოდენობა და მას მაუნდერის მინიმუმს უწოდებენ.

ზედა გრაფიკზე ლურჯი წირით მოცემულია ¹⁰Be-ის რაოდენობის წლების მიხედვით განაწილება, ეს მონაცემები მოპოვებულია გრელანდიაში ყინულის ღრმა ფენების შესწავლით. წითელი წირით მოცემულია მზეზე ლაქების რაოდენობის წლების მიხედვით განაწილება. როგორც გრაფიკიდან ჩანს მართლაც ¹⁰Be-ის რაოდენობა მაქსიმალურია, როდესაც მზის ლაქების რაოდენობა მცირეა და მინიმალურია, როდესაც ლაქების რაოდენობა ბევრია.



როგორც ზედა გრაფიკიდან ჩანს დღეისათვის მზეზე ლაქების რაოდენობას დაწყებული აქვს ზრდა, უკანასკნელი მინიმუმი იყო დაახლოებით 2009 წლისათვის.
როგორც ზემოთ ავღნიშნე მზეზე ლაქების რაოდენობა მაქსიმალურია როდესაც მზის მაგნიტური ველის პოლარობის შეცვლა შენელებულია და ასეთ დროს ხშირია მზის ზედაპირზე გახურებული პლაზმის ამოტყორცნა, ამიტომაც ჩემი აზრით რამდენიმე დღის წინ მომხდარი უდიდესი აფეთქება მზეზე ბოლო 5 წილის მანძილზე  სავარაუდოთ დაკავშირებულია სწორედ იმ ფაქტთან, რომ  დღეისათვის დაწყებულია მზის ლაქების რაოდენობის ზრდა.


გამოყენებული გრაფიკების წყარო:
en.wikipedia.org
www.ips.gov.au
solarscience.msfc.nasa.gov/

დიდი აფეთქების მოდელი

  ამ პოსტში მე მინდა მოკლედ ჩამოვაყალიბო დიდი აფეთქების მოდელი. მანამდე დავიწყებ ცოტა შორიდან და განვიხილავ სამყაროს აგებულების სტანდარტულ მოდელს:
  სამყაროში არსებული ელემენტარული ნაწილაკები იყოფა ორ კლასად, ფერმიონებად და ბოზონებად. ფერმიონები არიან ძირითადი ნაწილაკები, რომელთაც გააჩნიათ ნახევრის ტოლი სპინი. ბოზონები კი არიან ურთიერთქმედების გადამტანი ნაწილაკები, რომელთაც გააჩნიათ მეთლი სპინი. ითვლება, რომ მთელი დაკვირვებადი მატერია შედგება ფერმიონების სამი ოჯახისგან. თითოეული ოჯახი შედგება ოთხ ნაწილაკისგან - ორი კვარკისა და ორი ლეპტონისგან. სულ არსებობს კვარკების სამი - (u d),(c s),(t b) და ლეპტონების სამი - (ν_e e),(ν_μ μ),(ν_τ τ) დუბლეტი, ანუ სულ გვაქვს ფერმიონების 12 სახეობა. u, d, c, s, t და b არიან შესაბამისად up,down,charm,strange,top,bottom კვარკები, ხოლო e,μ,τ შესაბამისად - ელექტრონი, მიუონი და ტაუონი, ν_e,ν_μ,ν_τ კი შესაბამისად - ელექტრონული ნეიტრინო, მიუონური ნეიტრინო და ტაუონური ნეიტრინო. სამყაროს ძირითადი ნაწილი აგებულია ფერმიონების პირველი ოჯახისგან - (ν_e e u d). დანარჩენი ორი, უფრო მასიური ოჯახის ნაწილაკები ამაჩქარებლებზე მიიღება.
  აქვე ავღნიშნავ, რომ ელემენტარული ნაწილაკები არიან ისეთი ნაწილაკები, რომლებიც არ იყოფიან სხვა ტიპის ნაწილაკებად. მაგალითად ატომი არ არის ელემენტარული ნაწილაკი, რადგანაც ის იყოფა ელექტრონებად და ატომბირთვად. ატომბირთვი იყოფა ნუკლონებად, ანუ პროტონებად და ნეიტრონებად. ნუკლონები კი შედგებიან ელემენტარული ნაწილაკებისგან, კვარკებისგან. პროტონი შედგება ორი up კვარკისგან და ერთი down კვარკისგან, ხოლო ნეიტრონი შედგება პირიქით ერთი up კვარკისგან და ორი down კვარკისგან.
  სტანდარტული მოდელის თანახმად ელემენტარული ნაწილაკები ბუნებაში წყვილებად არსებობენ: ყველა ნაწილაკს თავისი ანტინაწილაკი შეესაბამება, რომელსაც საწინააღმდეგო მუხტები (მაგალითად ელექტრული) გააჩნია. ანტინაწილაკი შეიძლება ნაწილაკის იდენტურიც იყოს (მაგალითად ფოტონი).

  ეხლა დავუბრუნდეთ დიდი აფეთქების მოდელს: თავიდან მთელი სამყარო მოქცეული იყო ძალიან მცირე მოცულობაში. ასეთ დროს სამყაროს ტემპერატურა იყო ორ ტრილიონ კელვინზე მეტი და ის წარმოადგენდა კვარკ-გლუონურ პლაზმას. ასეთ დროს ყველა ელემენტარული ნაწილაკი იყო თავისუფალ მდგომარეობაში. აინშტაინის თეორიასა და ნაწილაკების ფიზიკის თანახმად ითვლება, რომ სამყარო გაჩნდა დიდი აფეთქების შედეგად დაახლოებით 13.7 მილიარდი წლის წინ, რომელსაც თან სდევდა სივრცის ზესწრაფი გაფართოება. გაფართოებასთან ერთად სამყაროს სიმკვრივე და ტემპერატურა მცირდებოდა. სწრაფი გაფართოების ეპოქა (ინფლიაცია) დასრულდა საწყისიდან 10^-35 წამში. მას შემდეგ სამყარო შედარებით ნელა ფართოვდებოდა და ეს გაფართოება დღესაც გრძელდება. ინფლიაციის ეპოქის შემდეგ სამყაროს საწყისი მომენტიდან 10^-10 და 10^-4 წამებზე მიყოლებით მოხდა ორი ფაზური გადასვლა, რომლის დროსაც დაირღვა ნაწილაკების ფიზიკიდან ცნობილი სიმეტრიები და გაჩნდნენ მასიანი ნაწილაკები.ნეიტრონების დაშლის გამო დიდი აფეთქებიდან 1 წამის შემდეგ პროტონების რაოდენობა 7-ჯერ მეტი უნდა ყოფილიყო ნეიტრონების რაოდენობასთან შედარებით. დიდი აფეთქებიდან 4 წამის შემდეგ ხდებოდა ელექტრონ-პოზიტრონების ანიგილაცია, ამიტომ ამ დროსთვის სამყაროში სჭარბობდა ფოტონები, ნეიტრინოები და ანტინეიტრინოები. დიდი აფეთქებიდან 180 წამის შემდეგ ტემპერატურა 10⁹ K-მდე შემცირდა და დაიწყო ბირთვების შექმნა, ჩამოყალიბდა იონიზირებული გაზი. მსუბუქი ბირთვების ფორმირება პირველ 10 წუთში დამთავრდა. წყალბადის ბირთვის შესაქმნელად საჭიროა მხოლოდ 1 პროტონი, ჰელიუმის ბირთვისთვის კი ჩვენ გვჭირდება 2 პროტონი და 2 ნეიტრონი, ამიტომ პროტონები ნეიტრონებთან შედარებით სიჭარბის გამო უნდა მომხდარიყო წყალბადის ბირთვების უფრო დიდი რაოდენობის შექმნა, ვიდრე ჰელიუმის ბირთვების. დღეს ექსპერიმენტულად დადგენილია, რომ სამყაროში წყალბადის ბირთვები დაახლოებით 3-ჯერ მეტია ჰელიუმის ბირთვებთან შედარებით, ეს კი მნიშვნელოვნად ადასტურებს დიდი აფეთქების მოდელის სისტორეს. აფეთქებიდან 100 000 წლის შემდეგ, როცა სამყაროს ტემპერატურა 4000 K-მდე დაეცა მოხდა წყალბადის რეკომბინაცია. ანუ პროტონებმა ჩაიჭირეს ელექტრონები, რის შედეგადაც ხდებოდა ფოტონების გამოსხივება, ამ დროისთვის არსებული იონიზირებული გაზი გახდა ნეიტრალური და დაიწყო სამყაროში მატერიის დომინირების ერა. დიდი აფეთქების შემდეგ მთელს სივრცეში გაფანტული მატერიის შეგროვება ნელ-ნელა ხდებოდა გრავიტაციული ველის ზეგავლენით. დაახლოებით 1 მილიარდი წლის შემდეგ მოხდა წყალბადის ნაწილაკების ძლიერად შეკუმშვა, რის შედეგადაც დაიწყო შერწყმის რეაქციები და გალაქტიკების ჩანასახებში აენთნენ პირველი ვარსკვლავები. აინშტაინის განტოლებებზე დამყარებული გრავიტაციული არაერთგვაროვნებების ზრდის მექანიზმი დამაკმაყოფილებლად ხსნის გალაქტიკების დაკვირვებად ზომებს და რაოდენობას.

მრავალი მილიარდი წლების განმავლობაში გაცივების შედეგად რეკომბინაციის პერიოდის გამოსხივების ტემპერატურა დაეცა 2.7 K-მდე და მას რელიქტურ მიკროტალღოვან ფონურ გამოსხივებას უწოდებენ. ეს გამოსხივება დღეისათვის დაფიქსირებულია, რაც კიდევ ერთი დადასტურებაა დიდი აფეთქების მოდელის სისწორისა.

სურათზე მოცემულია მთლიანი სივრცის სითბური რუკა, სადაც დიდი სიზუსტით გამორიცხულია გალაქტიკების სითბური გამოსხივება.

თუ გავასაშუალოებთ მთლიანი სივრცის სითბურ გამოსხივებას, მივიღებთ 2.7 კელვინ ტემპერატურას, რომელიც არის სწორედ რელიქტურ მიკროტალღოვან ფონურ გამოსხივება. ამ სითბური რუკის შესწავლა ძალზედ მნიშველოვან ინფორმაციას იძლევა სამყაროს აგებულების შესახებ.
  დიდი აფეთქებიდან მილიარდი წლის შემდეგ, როდესაც დაიწყო პირველი ვარსკვლავების შექმნა, სამყაროში არსებობდა მხოლოდ სამი მსუბუქი ელემენტი - წყალბადი, ჰელიუმი და ლითიუმი. ვარსკვლავები წყალბადის ბირთვების შერწყმის რეაქციების საშუალებით წვავდნენ წყალბადს და ქმნიდნენ ლითიუმზე უფრო მძიმე ელემენტებს. დღევანდელი ჩვენი სამყაროს ყველა ელემენტი, რომელიც ლითიუმზე მძიმეა, ვარსკვლავების "მუშაობის" შედეგია.ყველა მძიმე ელემენტი, რომელსაც ჩვენ ვხედავთ დღევანდელ სამყაროში, გამოფრქვეულია ვარსკვლავებიდან, რომლებმაც ამოწურეს თავიანთი საწვავის მარაგი და აფეთქდნენ. მძიმე ელემენტების სინთეზი და ზეახალი ვარსკვლავების აფეთქების შედეგად მათი კოსმოსში მოხვედრის პროცესი დიდი აფეთქებიდან 2 მილიარდი წლის შემდეგ დაიწყო და დღემდე გრძელდება.

ნეიტრინოს ფიზიკა

 
   თავდაპირველად ნეიტრინოს არსებობა იწინასწარმეტყველა პაულიმ 1931 წელს. ის აკვირდებოდა რადიაქტიულ დაშლებს და აღმოაჩინა რომ ენერგია იმპულსი არ ინახებოდა და ამის საფუძველზე წამოაყენა აზრი, რომ დაკარგული ენერგია მიაქვს რაღაც ჰიპოტეტურ ნაწილაკს , რომელსაც შემდგომ 1934 წელს ენრიკო ფერმიმ უწოდა ნეიტრინო (იტალიურად პატარა ნეიტრონი).  ბუბნებაში არსებობს სამი სახის ნეიტრინო: ელექტრონული, მიუონური და ტაუონური. ნეიტრინოს მასა ზუსტად არაა ცნობილი, მაგრამ ვიცით რომ მისი მასა სასრულია: m<<1eV/c².  ნეიტრინოს არ გააჩნია მუხტი და ის არ მონაწილეობს ელექტრო-მაგნიტურ ურთიერთქმედებაში, ამიტომაც მას შეუძლია ისე განჭოლოს დედამიწა და მთელი გალაქტიკა, რომ არაფერთან არ იურთიერთქმედოს.    ნეიტრინო მონაწილეობს სუსტ ურთიერთქმედებაში.
   ნეიტრინოს ფიზიკის განვითარებას ხელი შეუწყო მზის შესახებ ინფორმაციის მოპოვების მცდელობამ. იყო რამდენიმე მოსაზრება იმის შესახებ თუ საიდან გააჩნია მზეს ენერგია, მაგრამ უმრავლესობა არ იქნა დადასტურებული. 1936 წელს ბეტემ წამოაყენა მოსაზრება, რომ მზეზე მიმდინარეობს თერმობირთვული რეაქციები.
(თერმობირთვული რეაქცია: როგორც ვიცით ბირთვი შედგება ნუკლონებისგან, თუ მძიმე ბირთვებს დავაჯახებთ სხვა ნუკლონს, მაშინ ბირთვი დაიშლება და გამოიყოფა ენერგია, ან თუ მოვახდენთ მცირე მასის ბირთვების შეერთებას, კვლავ მოხდება ენერგიის გამოყოფა. ბირთვისთვი ნუკლონის დაჯახება შესაძლებელია მოხდეს ნუკლონის აჩქარებით, მზეზე კი ბირთვების აჩქარებას უზრუნველყოფს ტემპერატურა, როგორც ვიცით ნაწილაკის კინეტიკური ენერგია პროპორციულია ტემპერატურის. მაგალითად თუ მოვახდენთ დეიტერიუმის და ტრიტიუმის შეერთებას, წარმოიქმნება ჰელიუმი, ნეიტრონი და გამოიყოფა დაახლოებით 17 მევი ენერგია.)
რადგანაც მზე წარმოადგენს დიდი მოცულობის ობიექტს, გრავიტაციული მიზიდულობა ავლენს თავს და იწვევს მზის შეკუმშვას, რის შედეგადაც მზის ბირთვში წარმოიქმნება დიდი წნევა, მაშასადამე დიდი ტემპერატურა. თეორიულად დათვლილია და მზის ბირთვში ტემპერატურა არ უნდა იყოს 15 მლნ გრადუსზე ნაკლები. დიდი ტემპერატურა კი იწვევს თერმობირთვულ რეაქციებს, რის შედეგადაც გამოიყოფა ენერგია. აღნიშნული რეაქციები მიმდინარეობს ორ ციკლად, რომელთაც PP  და CNO ციკლები ჰქვია:

                                                                               CNO

როგორც ვხედავთ  PP  და CNO ციკლების დროს მიმდინარე პროცესებში წარმოიქმნება გამა კვანტებიც და ნეიტრინოებიც, რომელთაც ზოგ შემთხვევაში გააჩნიათ უწყვეტი სპექტრი და ზოგ შემთხვევაში ხაზოვანი:

   დედამიწაზე ვერ შევძლებთ მზის წიაღში წარმოქმნილი გამა კვანტების დაფიქსირებას, რათა გავიგოთ მზის შესახებ ინფორმაცია, რადგანაც გამა კვანტები ადვილად ურთიერთქმედებენ ნივთიერებასთან. რაც შეეხება ნეიტრინოს, ის თითქმის არაფერთან არ ურთიერთქმედებს, ე.ი მას თავისუფლად შეუძლია მოაღწიოს ჩვენამდეც, ამიტომაც გაჩნდა იდეა, რომ დაეფიქსირებინათ მზის ნეიტრინო და ამისათვის ჩაატარეს რამდენიმე ექსპერიმენტი: პირველი მეთოდი ნეიტრინოების დაფიქსირებისა შემოთავაზებული იყო 1946 წელს პონტეკორვოს მიერ. ნეიტრინოებისთვის სამიზნე უნდა ყოფილიყო ქლორის ბირთვები, ურთიერთქმედების შედეგად გაჩნდებოდა არგონი და ელექტრონი, რომელთა დეტექტირებაც უკვე ადვილად მოხდებოდა:      νe  +  ³⁷Cl →  e + ³⁷Ar.   ამ რეაქციის დროს ფიქსირდება მხოლოდ ის ელექტრონული ნეიტრინოები, რომლებიც წარმოიქმნებიან ბორის ბირთვების დაშლის დროს, რომლებიც წარმოადგენენ სრული ნეიტრინოების რაოდენობის 0.005% -ს. აღნიშნული მეთოდის გარდა ასევე შემოთავაზებული იყო ექსპერეიმენტები, სადაც საჭირო იყო გალიუმის და ლითიუმის გამოყენება, თუმცა ეს ნივთიერებები დედამიწაზე ძალიან მცირე რაოდენობით მოიპოვება და საკმაოდ ძვირია, ამიტომაც ასეთი ექსპერიმენტები თითქმის არ ჩატარებულა.
  შემდეგ 1968 წელს დევისმა ჩაატარა ექსპერიმენტი, რომლის დროსაც მან  დაახლოებით 2000მ-ის სიღრმეზე მოათავსა 11მ³ მოცულობის C2Cl4  ,რომელიც საკმაოდ იაფი ღირდა. თეორიულად ნაწინასწარმეტყველები იყო, რომ უნდა დაბადებულიყო 0.9 არგონი დღეში, მაგრამ დევისის ექსპერიმენტზე აღმოჩნდა, რომ დაიბადა დაახლოებით 0.3 არგონი დღეში, ე.ი სამჯერ ნაკლები.
  ამ წინააღმდეგობის ასახსნელად ბაკალმა წამოაყენა მოსაზრება, რომ მზის ტემპერატურე 10%-ით ნაკლები იყო 15მლნ გრადუსზე, ამ შემთხვევაში ყველაფერი რიგზე იქნებოდა, მაგრამ ეს მოსაზრება არ დადასტურდა.
  შემდეგ რამოდენიმე წლის წინ ჩატარდა კანადაში SNO (Sudbury Neutrino Observatory)  –ს ექსპერიმენტი, რომლის დროსაც დაფიქსირებული იქნა ზუსტად ის რაოდენობა ნეიტრინოების, რაც თეორიით იყო ნაწინასწარმეტყველები:  2კმ სიღრმეზე მოთავსებული იყო 1 000ტ მძიმე წყლით სავსე ავზი, რომლის კედლებიც დაფარული იყო სინათლის დეტექტორებით.  როდესაც მზის ნეიტრინო დაეჯახებოდა რომელიმე ატომს, ელექტრონი ამოიტყორცნებოდა წყალში, როგორც თავისუფალი ნაწილაკი. ასეთ დროს ელექტრონს ენიჭებოდა იმაზე დიდი სიჩქარე, ვიდრე აქვს სინათლეს წყალში გავრცელებისას, წყალში ასეთი სიჩქარის მქონე ნაწილაკის გამოსხივებას კი ეწოდება ჩერენკოვის რადიაცია. სწორედ ეს რადიაცია ფიქსირდებოდა ავზის კედლებზე არსებულ სინათლის დეტექტორებზე.

  როგორც ვიცით ბუნებაში არსებობს სამი სახის ნეიტრინო : ელექტრონული, მიონური და ტაუონრი. დევისის ექსპერიმენტს შეეძლო მხოლოდ ელექტრონული ნეიტრინოს დაფიქსირება, უკანასკნელ ექსპერიმენტის დოს კი ჩერენკოვის რადიაციით ფიქსირდებოდა სამივე სახის ნეიტრინო. ე.ი მზის ნეიტრინოს პრობლემა თითქოს გადაჭრილი იყო, მაგრამ ვიცით რომ მზეზე იბადება მხოლოდ ელექტრონული ნეიტრინო, ჩვენ კი ვაფიქსირებთ მიუონურსაც და ტაუონურსაც.  აქედან გაჩნდა მოსაზრება ნეიტრინოს ოსცილაციის შესახებ, ანუ ელექტრონული ნეიტრინო, სანამ ჩვენამდე მოაღწევს, გადადის მიუონურში და ტაუონურში და ზოგი ნეიტრინო ვეღარ ასწრებს ისევ ელექტრონულში დაბრუნებას, ამიტომაც ვაფიქსირებთ მზიდან წამოსულ ნეიტრინოებში სამივე სახეს. რადგანაც ხდება ნეიტრინოს ოსცილაცია ე.ი მას უნდა გააჩნდეს მასაც, ამიტომაც თვლიან, რომ ნეიტრინო არ არის უმასო ნაწილაკი.
  დღესდღეობით ნეიტრინოს დასაფიქსირებელი ექსპერიმენტები აღარ მიმდინარეობს, მაგრამ ამ ექსპერიმენტებმა წარმოშვეს სრულიად ახალი ფიზიკა ნეიტრინოების შესახებ და ამ მიმართულებით კვლევა დღესაც მიმდინარეობს.

ბირთვული ენერგეტიკა

დღეისათვის ძალიან მნიშვნელოვანია ენერგიის ახალი და იაფი წყაროს მოძებნა, რადგანაც ნავთობის მარაგს მსოფლიო მალე ამოწურავს და საჭირო იქნება ახალი საწვავის მოძიება. ამ მხრივ პერსპექტივა გააჩნია ბირთვულ ენერგეტიკას. ბირთვული რეაქციების შედეგად გამოყოფილი ენერგია გაცილებით დიდია ნებისმიერი ქიმიური რეაქციისას მიღებულ ენერგიაზე, რაც ბირთვული ენერგეტიკის პერსპექტივაზე მიუთითებს, მაგრამ ეგზოთერმული (რეაქცია, რომლის დროსაც ენერგია გამოიყოფა) ბირთვული რეაქცია შეუძლებელია გამოყენებული იქნეს მხოლოდ საჭირო რაოდენობის ენერგიის მისაღებად, რაც მის უარყოფით მხარეს წარმოადგენს, ამასთან რეაქციისთვის საჭირო ნედლეული არ არის იაფი საშუალება.

ეხლა კონკრეტულად განვიხილოთ ბირთვული რეაქციების შედეგად ენერგიის მიღების მექანიზმი:
ექსპერიმენტულად დადგენილია, რომ ქიმიურ ელემენტებს გააჩნიათ მასის სიჭარბე, ანუ ქიმიური ელემენტის ბირთვის მასა განსხვავებულია ბირთვის შემადგენელი ნუკლონების(ნეიტრონების და პროტონების) ცალცალკე მასათა ჯამისგან. სწორედ მასის სიჭარბეზე არის დამოკიდებული გამოყოფილი ენერგიის რაოდენობა. მსუბუქი ბირთვებისგან ენერგიის მისაღებად საჭიროა მათი შეერთება, ხოლო მძიმე ბირთვები უნდა დაიშალონ, რათა ენერგია გამოიყოს. მაგალითად ²₁H +³₁H → ⁴₂He + n + 17.6მევ
ამ რეაქციის დროს ერთდება დეიტრონი (²₁H) და ტრიტიუმი (³₁H ) , შედეგად მიიღება ჰელიუმის ბირთვი ( ⁴₂He) , ნეიტრონი და გამოიყოფა 17.6 მევ - ენერგია. დეიტრონი და ტრიტიუმი წარმოადგენენ მსუბუქ ბირთვებს, ენერგიის გამოყოფა მოხდება იმის გამო, რომ დეიტრონის და ტრიტიუმის ბირთვების მასათა ჯამი მეტია, ვიდრე მათი ნაერთის, ანუ რეაქციის პროდუქტის მასა.  განვიხილოთ მძიმე ბირთვის დაშლა: 
n +²³⁵₉₂U → ²³⁶₉₂U→¹⁴⁰₅₅Cs + ⁹⁴₃₇Rb + 2n + 200მევ   ამ რეაქციის დროს ²³⁵₉₂U  ბირთვი შთანთქავს ნეიტრონს, შეიქმნება ²³⁶₉₂U - ბირთვი, რომელიც დაიშლება ცეზიუმის და რუბიდიუმის ბირთვებად, ამ დროს ასევე გამოიყოფა ორი ნეიტრონი და 200მევ - ენერგია, რაც გაცილებით დიდია მსუბუქი ბირთვების შეერთებით მიღებულ ენერგიაზე.

მსუბუქი ბირთვების შეერთება გარკვეულ პრობლემებთან არის დაკავშირებული, კერძოდ ბირთვებს გააჩნიათ ერთნაირი მუხტი, დადებითი მუხტი, რის გამოც ისინი განიზიდავენ ერთმანეთს და აძნელებს მათ ერთმანეთთან დაახლოებას. ამიტომაც ასეთი რეაქციებს განხორციელება ხდება მსუბუქი ელემენტების ნარევის გაცხელებით რამდენიმე ასეულ მილიონ გრადუს ტემპერატურაზე, ამიტომაც ასეთ რეაქციებს ეწოდებათ თერმობირთვული სინთეზი. თერმობირთვული რეაქციების ხიბლი იმაში მდგომარეობს, რომ რეაქციის პროდუქტი არ წარმოადგენს რადიოაქტიურ ნივთიერებას და არ აბინძურებს გარემოს, ასევე საფრთხეს არ უქმნის ადამიანის ჯანმრთელობას. მაგრამ ასეთი რეაქციების განხორციელება დიდ პრობლემებთან არის დაკავშირებული: როგორც ზემოთ ავნიშნე საჭიროა  მსუბუქი ელემენტების ნარევის გაცხელება ასეული მილიონ გრადუს ტემპერატურაზე, ასეთ თემპერატურაზე კი ნებისმიერი ნივთიერება გადადის იონიზირებულ პლაზმაში, რომლის შენარჩუნება მცირე დროის განმავლობაშიც კი დიდ პრობლემას წარმოადგენს.
თერმობირთვული სინთეზის განხორციელების და სასურველი შედეგის მიღების მეთოდების კვლევა დღესაც მიმდინარეობს.

ბირთვული რეაქციების მეორე მეთოდს წარმოადგენს ჯაჭვური რეაქციები, რომლებიც მიმდინარეობს მძიმე ბირთვების დაშლის შედეგად. თუ გარემო შეიცავს , ვთქვათ, ²³⁵₉₂U-ის ბირთვებს, მაშინ ასეთ გარემოს ეწოდება აქტიური ზონა. როგორც ზემოთ ავღნიშნე მძიმე ბირთვებისგან ენერგიის მისაღებად საჭიროა მათი დაშლა, მძიმე ბირთვების დაშლა კი შესაძლებელია მათზე ნეიტრონების დაჯახებით. თუ აქტიურ ზონაში მოხდება ერთი ბირთვის დაშლა ნაიტრონით, ამ დროს ზემოთ მოყვანილი რეაქციიდან სჩანს, რომ მოხდება ნეიტრონების გამრავლება, რეაქციის შედეგად წარმოქმნილი ნეიტრონები კი კვლავ გამოიწვევენ ახალი ბირთვების დაშლას და წავა ჯაჭვური რეაქცია. ე.ი აქტიური ზონის მახასიათებელს წარმოადგენს k-პარამეტრი, რომელიც განიმარტება როგორც ერთი თაობის ნეიტრონების შეფარდება წინა თაობის ნეიტრონების რაოდენობასთან. განმარტებიდან გამომდინარეობს, რომ თუ k მეტია, ან ტოლია ერთის, მაშინ ჯაჭვური რეაქცია განხორციელდება. აქტიური ზონის k-პარამეტრს განსაზღვრავს ამ ზონაში რეალურად ყოველთვი არსებული ჯაჭვური რეაქციისათვის გამოუსადეგარი ბირთვები, მაგალითად ²³⁸₉₂U  ბირთვები, რომლებიც შთანთქავენ ნეიტრონებს და ხელს უშლიან ჯაჭვური რეაქციის განხორციელებას. აქტიურ ზონასთან დაკავშირებულია ასევე მნიშვნელოვანი ცნებები, კრიტიკული ზომა და კრიტიკული მასა. კრიტიკული ზომა ეწოდება ისეთი აქტიური ზონის ზომას, რომლისთვისაც k=1. კრიტიკული ზომის მქონე აქტიური ზონის მასას ეწოდება კრიტიკული მასა.  კრიტიკული მასა ბევრ ფაქტორზეა დამოკიდებული. მაგალითად თუ აქტიური ზონა შეიცავს მხოლოდ ²³⁵₉₂U ბირთვებს, მაშინ ასეთი აქტიური ზონის კრიტიკულ მასას წარმოადგენს 47კგ. , მაგრამ თუ ასეთ აქტიურ ზონას მოვათავსებთ ნეიტრონების ამრეკლ კორპუსში , მაშინ კრიტიკული მასა დაიყვანება 250გ-მდე.

ჯაჭვური რეაქციები მიმდინარეობს ე. წ. ატომურ ბომბში.  განვიხილოთ უმარტივესი ატომური ბომბი:

მოცემულ სქემაზე ნაჩვენებია დიდი სიმკვრივის მეტალის კორპუსში მოთავსებული ქიმიური ფეთქებადი ნივთიერება და ბირთვული ნივთიერების ,  ²³⁵₉₂U  ან  ²³⁹₉₄Pu -ის ორი კრიტიკულ მასაზე ნაკლები მასის მქონე ნაჭერი. ქიმიური ნივთიერების აფეთქების შედეგად წარმოქმნილი წნევის გავლენით ეს ორი ბირთვული ნივთიერების ნაჭერი შეერთდება და გახდება მათი საერთო მასა კრიტიკულ მასაზე მეტი. გარემოში ყოველთვის არსებული შემთხვევითი ნეიტრონის გავლენით კი დაიწყება ჯაჭვური რეაქციები და მოხდება აფეთქება.

ჯაჭვური რეაქციების მექანიზმია გამოყენებული ბირთვულ რეაქტორებში, სადაც ჯაჭვური რეაქციებით მიღებულ სითბოთი ხდება წყალის აორთქლება, რომელიც ამუშავებს ტურბინას და ხდება ელექტრო-ენერგიის გამომუშავება. მაგრამ ასეთი პროცესების შედეგად ხდება რადიოაქტიური ნივთიერებების წარმოქმნა, რაც საფრთხეს უქმნის ადამინათა ჯანმრთელობას.

ზემოთ განხილული ორი ტიპის რეაქციებისგან განსხვავებით უფრო დიდი ენერგიების მიღება შესაძლებელი იქნებოდა თუ მოვახდენდით ნუკლონების დაშლას უფრო მსუბუქ ნაწილაკებად, მაგრამ ეს აკრძალულია ბარიონული მუხტის შენახვის კანონით. ასევე დიდი ეფექტი ექნება ნუკლონ-ანტინუკლონის ანიჰილაციას, მაგრამ ბუნებაში ანტინაწილაკები მზა სახით არ არსებობენ, ხოლო მათი წარმოქმნა ენერგეტიკულად არახელსაყრელია, მიუხედავად ამისა არაა გამორიცხული, რომ მომავლში  ეს უკანასკნელი მექანიზმი გამოიყენონ შორეული კოსმოსური მოგზაურობებისთვის...