علم تحديد العمر الكوني النووي

علم تحديد أعمار الأجرام الكونية النووية ، أو علم تحديد أعمار الأجرام الكونية النووية ، هو تقنية تُستخدم لتحديد الأطر الزمنية للأجرام والأحداث الفيزيائية الفلكية بناءً على النسب المرصودة للعناصر الثقيلة المشعة ونواتج تحللها. وهو يشبه في كثير من النواحي التأريخ الإشعاعي ، حيث تُدمج الشوائب المشعة الضئيلة بشكل انتقائي في المواد عند تكوينها.

لحساب عمر تكوّن الأجرام السماوية، تُقارن النسب المرصودة لوفرة النظائر المشعة الثقيلة والمستقرة بالنسب البدائية التي تنبأت بها نظرية التخليق النووي . ^{[ 1 ]} تُعدّ كل من العناصر المشعة ونواتج تحللها مهمة، ومن بين العناصر المهمة النوى المشعة طويلة العمر Th-232 و U-235 و U-238 ، والتي تشكلت جميعها بواسطة عملية r . ^{[ 2 ]} وقد قورنت هذه العملية بالتأريخ بالكربون المشع . ^{[ 2 ] [ 3 ]} يُحدد عمر الأجرام بوضع قيود على مدة التخليق النووي في المجرة. ^{[ 2 ]}

استُخدم علم تحديد عمر الكون النووي لتحديد عمر الشمس (4.57 ± 0.02 مليار سنة) والقرص الرقيق للمجرة (8.8 ± 1.8 مليار سنة)، ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} من بين أجرام أخرى. كما استُخدمت هذه التقنية لتقدير عمر مجرة ​​درب التبانة نفسها من خلال دراسة نجم كايريل في هالة المجرة ، والذي يُعتقد أنه تشكّل في وقت مبكر من تاريخ المجرة نظرًا لانخفاض نسبة المعادن فيه . ^{[ 7 ]}

العوامل المحددة لدقتها هي جودة عمليات رصد النجوم الخافتة وعدم اليقين بشأن الوفرة البدائية لعناصر عملية الالتقاط السريع للنيوترونات .

كان أول استخدام لعلم تحديد عمر الكون النووي في عام 1929 على يد إرنست رذرفورد ، الذي حاول، بعد فترة وجيزة من اكتشافه أن لليورانيوم نظيرين مشعين طبيعيين بنصف عمر مختلف، استخدام النسبة بينهما لتحديد وقت إنتاج اليورانيوم. ^{[ 3 ]} اقترح رذرفورد أن كلا النظيرين قد تم إنتاجهما بوفرة متساوية، بافتراض أنهما قد تم إنتاجهما في لحظة زمنية واحدة، وطبق حجة مبنية على افتراضات خاطئة حول الفيزياء الفلكية لاستنتاج عمر غير دقيق يبلغ حوالي 6 مليارات سنة. ^{[ 3 ]} كان رذرفورد رائدًا في فكرة إمكانية حساب العمر من خلال نسبة وفرة العناصر الأم المشعة ونواتج تحللها المستقرة. ^{[ 3 ]}

بحسب مقال تأبيني كتبه زملاء، فإن جزءًا كبيرًا من علم تحديد عمر الكون النووي الحديث نشأ من أعمال جون رينولدز وطلابه. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

تم تطوير تقنيات مستقلة عن النموذج في عام 1970. ^{[ 3 ]}

من الضروري معرفة النسب الأولية التي ينتج بها التخليق النووي العناصر الأم المشعة مقارنةً بالعناصر المستقرة التي تتحلل إليها، قبل حدوث التحلل. ^{[ 10 ]} هذه هي وفرة العناصر التي كانت ستكون عليها لو كانت العناصر الأم المشعة مستقرة، ولا تُنتج نوىً ابنة. ^{[ 10 ]} تُسمى نسبة وفرة العناصر المشعة إلى وفرتها لو كانت مستقرة بالباقي. ^{[ 10 ]} يُحدد قياس الوفرة الحالية للعناصر في الأجسام، بالإضافة إلى نظرية التخليق النووي، قيم الباقي. ^{[ 10 ]}

• الكيمياء الفلكية
• التسلسل الزمني الفلكي
• علم التأريخ الجيولوجي
• علم تحديد أعمار الجيروسكوب