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每種元素都由一種原子組成,其內(nèi)部的質(zhì)子、中子、電子數(shù)和其他元素都是不同的。它們都具有金屬性質(zhì)或非金屬性質(zhì),大多能與其他元素發(fā)生化合反應(yīng)形成某種物質(zhì)。
宇宙中最常見的元素是氫,占了宇宙物質(zhì)總量的90%以上。它也是宇宙中最原始的元素,在宇宙大爆炸之后產(chǎn)生。所有的氫元素都是宇宙大爆炸造成的,因?yàn)橹圃鞖湓刂辽傩枰哌_(dá)2萬(wàn)億攝氏度的高溫。除了宇宙大爆炸,其他天文現(xiàn)象很難達(dá)到如此高的溫度。
除了質(zhì)子和中子,太陽(yáng)核心中的氫元素也經(jīng)歷核聚變和核爆炸等過(guò)程。這些過(guò)程會(huì)生成氦、鋰、鈹、硼、碳、氮等元素。太陽(yáng)的核聚變過(guò)程最后燃燒到碳和氧元素時(shí)就不再進(jìn)行。在太陽(yáng)的一生中,也創(chuàng)造了許多元素。
比太陽(yáng)質(zhì)量更大的恒星會(huì)繼續(xù)進(jìn)行核聚變,生成周期表中更高級(jí)的元素。然而,當(dāng)恒星開始合成鐵元素時(shí),就會(huì)發(fā)生超新星爆發(fā),因?yàn)殍F元素的形成不產(chǎn)生能量,而是吸收能量。這時(shí)恒星內(nèi)部的輻射壓力消失,外部巨量物質(zhì)會(huì)向中心坍縮,形成中子星。在這個(gè)過(guò)程中會(huì)釋放大量能量,合成周期表上鐵元素以上的多種元素。最大質(zhì)量的恒星能合成到94號(hào)元素钚。
一般認(rèn)為第95號(hào)元素镅在自然界中不存在,它是通過(guò)人工用中子轟擊钚239時(shí)形成的,因此是一種人造元素。然而,我們不能排除恒星超新星爆發(fā)等情況下形成這種元素的可能性。
對(duì)于比95號(hào)元素镅更高級(jí)的一些元素,直到第118號(hào)元素Og,在自然界中很難再形成了。118號(hào)元素Og的原子量為297,是已知最重的元素。它被認(rèn)為是一種氣體元素,而且非常不穩(wěn)定,半衰期大約為12毫秒(約百分之一秒)。但是它的化學(xué)性質(zhì)很不活潑,類似于一些惰性氣體。
我們甚至可以認(rèn)為,在地球之外的宇宙中,很可能只有94種元素。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的95號(hào)元素及以上元素基本都是通過(guò)人工合成的方式創(chuàng)造的。有些元素的人工制造方式非常復(fù)雜,在自然界中幾乎不可能自然形成。即使是超新星爆發(fā)、中子星合并,甚至黑洞的吸積盤中也很難形成這些元素。我們?nèi)祟惖目萍歼M(jìn)步創(chuàng)造了很多在自然界中不存在的事物,因此有理由認(rèn)為地球上的元素可能是整個(gè)宇宙中最豐富的地方。當(dāng)然,這樣的說(shuō)法前提是假設(shè)不存在比我們更高級(jí)的外星文明。
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