時(shí)間:2023-07-08|瀏覽:231
盡管我們的宇宙以及我們能觀察到的宇宙性質(zhì)都是基于原子及其相關(guān)成分的量子和電磁性能,但十分重要的一點(diǎn)是,宇宙的初期,并不具備足以創(chuàng)造我們?nèi)缃袼镔|(zhì)的所有元素。甚至恰恰相反,它開始不存在任何元素。
圖源:NASA
大家看,為了實(shí)現(xiàn)這些不同的化學(xué)鍵結(jié)構(gòu),為了構(gòu)建復(fù)雜的分子用于形成我們能感知到的一切組件,我們需要多種多樣的原子。需要留心的是,這不僅僅是大量數(shù)量的原子,而且是大量種類的原子,這意味著原子的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)量不同,正是這一點(diǎn)區(qū)分不同的元素。
我們每個(gè)人體內(nèi)都需要C、N、O、P、Ca和Fe這些元素。地球地殼則需要硅和大量其他重元素時(shí)空云ipfs構(gòu)成,然而為了不斷產(chǎn)生地核內(nèi)的熱量,需要元素周期表內(nèi)我們能在自然界中找到的最重的元素:釷、鐳、鈾,甚至是痕量的钚。
圖源:Wikimedia
但回到宇宙最初的階段,在人類、生命、太陽(yáng)系出現(xiàn)之前,在巖態(tài)行星甚至是第一顆恒星出現(xiàn)之前,我們?cè)?jīng)所擁有的只有熱的電離的質(zhì)子、中子和電子組成的海洋。沒(méi)有元素、沒(méi)有原子、沒(méi)有原子核,這個(gè)初生的宇宙溫度太高了以致于這些都無(wú)法出現(xiàn)。只有后來(lái)這個(gè)宇宙發(fā)生了擴(kuò)展和冷卻,才能夠形成穩(wěn)定的物質(zhì)。
隨著時(shí)間流逝,第一個(gè)原子核熔凝在一起沒(méi)有馬上炸開,產(chǎn)生了氫及其同位素、氦及其同位素,還有極少量的鋰和鈹,而后者會(huì)放射性衰變成鋰。這個(gè)宇宙開始時(shí),按原子核數(shù)量來(lái)算,有92%的氫,8%的氦以及大概0.00000001%的鋰。如果按質(zhì)量來(lái)算,大概有75-76%的氫,24-25%的氦以及0.00000007%的鋰。無(wú)論你怎么劃分,幾乎都是氫和氦。
圖源:NASA
幾十萬(wàn)年過(guò)后,宇宙冷卻到中性原子能夠形成,在那之后的數(shù)千萬(wàn)年后,引力坍縮使得第一顆星球形成。有了這第一顆星球,核聚變現(xiàn)象不僅僅是為宇宙帶來(lái)了光明,且將重元素帶進(jìn)了我們的現(xiàn)實(shí)。
大約是大爆炸之后的五千萬(wàn)到一億年,第一顆恒星初生之時(shí),大量的氫開始聚變形成氦。但更為重要的是,質(zhì)量最重的恒星(大概比太陽(yáng)質(zhì)量的8倍還多)很快就