地球上的化學元素是宇宙中的全部元素嗎?有沒有哪些元素是外星才有而地球沒有的?

紅塵醉愛2019


地球上的化學元素,截止去年,已經發現認證了118種,包括24種人造的和94種天然發現的。


它們之間的分界線就是製造原子彈的重核元素鈾(you)元素,鈾以上的人造發現的,包括鈾及其以下的是天然發現的,所以人造元素,又叫做超鈾元素。

這裡說明一點,人造元素不是說只是人類造出來的,只是因為苛刻的造就條件和不穩定的核,使得這些人造元素在自然界極其稀有,但本不代表不存在。


人造元素的發現,都是在一些極端環境下產生的,造就這些超重元素的基本原理就是——以較輕的一種或者多種(一般兩種)原子核高速相撞,克服兩個核子之間的庫侖力結合產生的。

這聽起來簡單,實則困難的多,最初的人造元素,是來自核反應堆產生的,越往後大部分就是靠更高能量的粒子對撞機產生的了。

速度低了不能克服庫侖力結合,速度高了又會撞了粉碎,所以製造人造元素並不簡單,但總的來說是“大力出奇跡”。

說了這麼多,這和問題有什麼關係?

歸納一下,就是地球有的,地球以外的地方肯定有,而地球沒有的,外星可能有。

這看懂我上面講的那些理解這個並不難,要知道,地球上單位時間單位體積內產生的能量最高地方,就是粒子對撞機內,也就在這裡,才能使得粒子有足夠的速度克服它們之間的庫侖斥力,結合產生更高核子數的粒子。

但地球上這種能量放到外星來看,就是小巫見大巫,比如和重元素量產最多的超新星相比,粒子對撞機產生的能量根本不值一提。而製造更多元素,需要更大的能量,外星恰恰給了這個可能,所以地球有的,外星都有,地球沒有的,外星可能有。

至於外星哪些元素有的地球沒有,目前並不知道,無論在外星還是地球,超重元素並不穩定,容易發生放射性衰變,存在時間極短,所以很難即使準確地辨認發現。


擋不住的熵增


地球上天然存在的元素有94種,包括從1號氫到94號鈈。而目前已知的元素已經達到了118種,另外24種元素都是人工合成的。如果排除人工元素,那麼,宇宙中的其他星球上確實有可能存在地球上天然沒有的化學元素。不過,其他星球上超鈾元素的丰度應該會非常,並且包含的元素種類與地球不會相差太大。至於原因,這就要涉及到宇宙中的元素來源和星球的演化。

根據標準宇宙模型,宇宙的起源要追溯到138億年前的無窮小奇點。宇宙的最初時候並沒有今天所知的物質,也沒有空間。宇宙從大爆炸中誕生大約10秒之後,經歷了暴脹的宇宙逐漸冷下來,宇宙開始了持續時間十幾分鐘的太初核合成過程。在此期間,質子(氫原子核)和中子逐漸形成,並且質子和中子又結合成氦核。

由於宇宙進一步膨脹冷卻,密度和溫度大幅度下降,宇宙沒有條件繼續進行核聚變反應。雖然太初核合成只持續了十幾分鍾,但這個過程產生了如今宇宙中的一切物質基礎。由於光子與重子的比例,宇宙合成出的氫的質量佔比近乎75%,氦的質量佔比近乎25%,另外還有極少量的鈹和鋰。

在宇宙誕生大約一億年之後,在經過充分冷卻的宇宙中,氫和氦氣體雲結合形成了第一代恆星。在恆星中,通過氫會發生核聚變反應形成氦。而當氫耗盡(核心區域)之後,氦又會進一步發生核聚變反應形成宇宙中還未出現的新元素。

由於第一代恆星的質量非常高,它們在合成到26號鐵元素之後會走向死亡,結果會發生猛烈的超新星爆發。通過中子俘獲過程,在超新星爆發期間,又會合成更重的元素。不過,隨著原子序數的增加,合成所需的條件越來越苛刻,所以元素丰度也就會越來越低。

在第一代恆星死亡之後,它們合成的重元素會散播到星雲中。此後,從這些星雲中誕生的恆星就會包含重元素。太陽最初也是從上一代死亡恆星的部分殘骸中誕生,所以地球上才會有一系列的重元素,生命才有可能進化出來。

如果星雲被大質量恆星的超新星爆發波及到,那麼,從這些星雲中形成的天體所具有的元素種類跟地球是差不多的,只是丰度上的一些區別而已。當然,其他星球上確實會包含少數地球上天然沒有的元素,只是這些元素的丰度應該會非常低。

另外,其他星球上不大可能會出現原子序數特別高的元素,因為超鈾元素非常不穩定,它們很容易衰變成更穩定更輕的原子。正因為如此,人工合成出的94號以上的元素通常只能保存很短的時間。

宇宙中除了由各種元素組成的普通物質之外,還可能存在至今未能理解的暗物質。根據觀測結果推測,暗物質遠多於普通物質,並且它們的組成不再是我們所知的化學元素。


火星一號


這個問題可以很肯定的回答是:全都有。

不僅是宇宙中發現的元素我們都有,而且宇宙還沒發現的宇宙,物理學家也能想辦法在實驗裡造出來了。氫和氦是靠宇宙大爆炸初期產生的,恆星內部能合成鈾之前的所有的元素。(跟根據B^2FH理論,鐵元素之後的元素要在超新星爆發時才能產生。)

地球運氣很好,正好在上一代恆星中心附近,在上一代恆星超新星爆炸後,殘餘物在引力作用下形成了地球。

而99號以後的元素都是科學家自己合成的,現在2016年合成到了118號元素,2017年也有機構公佈他們發現了119號,現在科學家其實糾結的不是如何把元素週期表補全。(這其實是100年前在考慮的事情)他們現在更想知道元素週期表的盡頭在哪裡?

根據穩定島理論,盡頭可能是126號。

根據費曼對精細結構常數推算,盡頭很可能是137號。

根據狹義相對論對於最內層電子光速的限定,盡頭可能是172號。

這個是現在還沒有定論的。


鍾銘聊科學


在地球運動的這個速度下,宇宙中不存在地球上沒有的元素,但是有可能存在地球上已有元素的同位素,而這種同位素地球上是沒有的。


令狐令狐令狐


門捷列夫的元素週期表,已經窮盡了宇宙中的所有元素,這些元素在地球上都有存在,這個宇宙中不存在地球上沒有的元素。


黃河208409052


你知道黑洞裡面發生了什麼嗎?人類直到滅亡都不可能弄清楚宇宙中到底有多少元素。


用戶9709596333424


重元素非常不穩定,即使可以合成,但只能存在極短時間,有意義嗎?從量子層面說,質子中子電子等才是基本粒子,原子只是基本粒子不同的組合形式而已,深究元素種類沒有太大意義


v冰心依舊


按照宇宙大爆炸理論,宇宙誕生於138億年前的一場大爆炸,那麼這場大爆炸所噴射擊的各種粒子中,最容易合成的穩定原子是什麼?這個能用實驗驗證嗎?


春的天堂


找到了反物質就有了,一個新的元素週期表


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