杏彩:宇宙中最多最原始的元素,多到不可思议,但并非全是宇宙炸出来的

说起氢元素,大家都不陌生,虽然我们无法看到单个的氢原子,但是我们生活中所接触的很多东西都有氢元素,比如水,它就是由两个氢原子和一个氧原子结合形成的水分子形成的。

宇宙中最多最原始的元素,多到不可思议,但并非全是宇宙炸出来的
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纯粹的氢元素在地球上并不多,氢元素的化合物却很多,可占地球质量的1%左右。但是在太阳上,氢元素的含量却占到了75%左右,这也是为什么太阳内部可以产生氢核聚变发光发热的原因,另外木星和土星的氢元素含量和太阳也相差不大,只是因为它们本身的质量较小,内部的温度和压力还不够高,所以没有产生氢核聚变。

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但是在整个宇宙中,那氢元素的含量就更多了,氢元素的总质量可占宇宙中可见物质总质量的90%左右,而氢原子的数目比其他所有元素原子的总和约大100倍,是不是多到了不可思议?

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氢元素是宇宙中占比最多,最原始,最简单,也是最早期的元素。为什么宇宙中有如此之多的氢元素呢?这其实和宇宙的形成有很大的关系。

天文物理学理论认为宇宙是由奇点大爆炸形成的,在大爆炸之后的一秒钟内,各种基本粒子便开始形成,接着原子核中的质子和中子也开始形成,部分氢元素开始形成,但一直到30万年后,宇宙中的温度和压力降到足够低的时候,氢原子才开始大量形成,在这一时期,宇宙中所有的电子、质子、中子,几乎都合成了氢氦锂等几种轻元素,其中以氢元素最多,看到了宇宙中元素总质量的90%以上,氦元素次之,两者大约占到了宇宙初始物质元素的98%,所以宇宙中几乎所有的氢元素都来自于那一时期。

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但是宇宙中的氢元素,却并非全都是由宇宙大爆炸炸出来的,因为在这种主要方式之外,氢元素还有两种来源途径,分别是中子星碰撞和超新星爆发,这是因为这两种情况发生的时候,会有大量的中子物质被抛散出来,这些物质脱离中子简并态之后,会发生贝塔衰变,一个中子变成一个质子,一个电子,并释放一个反中微子,其中反中微子会作为能量释放出去,而形成的一个质子和一个电子组成的原子,恰恰就是一个氢原子,因此单个的中子很容易形成氢原子。

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相对于宇宙大爆炸之后形成的氢元素,上述这两种途径形成的氢元素非常少,因此宇宙中的恒星形成时所需要的氢元素大部分都是来自于宇宙早期形成的氢元素,虽然宇宙已经演变了138亿年,但是宇宙中的氢元素的含量仍然非常丰富。

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