[Строение и современные представления о происхождении Солнечной системы – смотри вопрос №13]
Согласно современным представлениям наблюдаемая Вселенная образовалась около 13-14 млрд. лет назад в результате колоссального взрыва, получившего название Большого Взрыва. К моменту Большого Взрыва всё вещество Вселенной было сосредоточено в очень небольшой области пространства (условно – в одной точке). В результате Большого Взрыва фрагменты материи разлетелись во все стороны с разными скоростями, вплоть до сравнимых со скоростью света. Отдельные сгустки материи эволюционировали в дальнейшем в галактики, в каждой из которых стали образовываться звёзды. Разлёт галактик продолжается и в настоящее время, и Вселенная таким образом продолжает расширяться.
Представление о Большом Взрыве основывается на явлении разбегания галактик, открытом в первой половине XX века американским астрономом Эдвином Хабблом. Измерив так называемое «красное смещение» в спектрах галактик Хаббл установил, что все галактики разлетаются от земного наблюдателя, причём скорость убегания «галактик» оказалась тем больше, чем дальше от нас они находятся. Такая ситуация возможна лишь, если все галактики действительно разлетаются из очень небольшой области мирового пространства.
Считается, что химический состав Вселенной в момент её образования был чрезвычайно простым – она состояла из водорода с небольшой примесью гелия, так как в процессе Большого Взрыва могли образоваться только самые простые ядра химических элементов. Первоначальное состояние вещества галактик неизвестно, но, по-видимому, они представляли собой огромные газовые (водородные) облака, которые сами стали распадаться на отдельные сравнительно небольшие фрагменты. Эти фрагменты сжимались за счёт собственной гравитации и превращались в звёзды.
В недрах всех звёзд происходит процесс термоядерного «горения» водорода и превращения его в гелий. В недрах крупных звёзд начинает «гореть» и сам гелий, превращаясь в углерод, а затем и в кислород, неон и более тяжёлые элементы. Происходит постепенное накопление всё более и более тяжёлых элементов, и в недрах наиболее крупных звёзд термоядерный синтез химических элементов может доходить до железа.
Астрофизическими исследованиями установлено, что эволюция крупных звёзд завершается очень сильными взрывами (так называемыми взрывами сверхновых), в результате чего от звезды остаётся лишь очень небольшой остаток, а практически всё её вещество оказывается выброшенным в рассеянном состоянии в окружающее пространство. Так, благодаря взрывам сверхновых, в межзвёздное пространство поступал и продолжает поступать материал, в котором помимо водорода и гелия присутствовали и более тяжёлые элементы, образовавшиеся уже в недрах звёзд. Что очень важно, давления и температуры в момент взрывов сверхновых достигают столь высоких значений, что происходит мгновенное образование и ядер более тяжёлых, чем железо химических элементов.
В результате взрывов сверхновых вещество, обогащённое образовавшимися в их недрах тяжелыми элементами, постепенно накапливается в межзвёздном пространстве, и со временем его становится так много, что из него начинают образовываться звёзды нового поколения. В этих звёздах идёт дальнейший синтез химических элементов, и наиболее крупные из них завершают свою эволюцию взрывом сверхновой, в результате чего в окружающее пространство вновь попадает ещё более обогащённое тяжелыми элементами вещество. Подобный процесс может повторяться многократно.