宇宙中的元素都是怎麼來的?

化學元素週期表,相信大家上學的時候都背過,那麼大家有沒有想過這些元素都來自於哪裡呢?答案就是浩瀚縹緲的宇宙中之中,但是宇宙中的元素又是如何而來的呢?對此,科學們專門進行了分析和推測,讓我們看看他們都怎麼說。

宇宙中的元素都是怎麼來的?

關於宇宙的起源一直眾說紛紜,現代人們最廣為認可的宇宙起源說法就是宇宙大爆炸理論。宇宙大爆炸產生巨大的衝擊力,宇宙開始不斷膨脹,變得無邊無際。宇宙中不僅有無數星辰,還有大量的元素,這些元素又是哪來的呢?人們在研究恆星的誕生時發現,恆星初期的能量全部都是氫聚變產生的,恆星的變化分為幾個階段,當氫元素全部燃燒殆盡後,恆星的內部溫度和壓力就會急劇升高,然後發生氫聚變,逐漸產生碳和氧。

宇宙中的元素都是怎麼來的?

按照這種裂變規律,恆星依次產生了碳、硅、鐵等元素。我們太陽系的元素就是這樣豐富起來的,而在宇宙大爆炸發生後的一段時間內,整個宇宙充滿了氫和氦,就是這兩種最常見的輕元素促使了星體的產生。然後其他的重元素通過恆星內部的核聚變產生。人們一度以為大爆炸後的宇宙元素含量是一個固定值,不會有太大的變化,著名科學家喬治-伽莫夫就認為宇宙的元素含量趨近於一個固定值。

宇宙中的元素都是怎麼來的?

直到人們發現了太陽燃燒的原理,也就是上文所說的恆星進化史,1957年,四位科學家在《現代物理評論》上發表了恆星核合成的論文,也就是著名的BFH理論,它系統闡述了重元素是如何產生的,就如同我們的太陽,最後就會成為一個巨大的鐵球。

宇宙中的元素都是怎麼來的?

當然還有一種特殊情況,如果一個恆星超過了錢德拉塞卡極限(超過了1.44倍的太陽質量),由於巨大的引力,當恆星產生鐵元素後,它還會繼續上中心地帶塌陷,如果突破了這個極限值,最後就會發生大爆炸(超新星大爆炸),那麼它就會產生比鐵元素還重的元素。這就是我們現代化學元素表中,重元素由來的原因了。

宇宙中的元素都是怎麼來的?

那麼地球上的重元素是如何產生的呢?有一種說法認為,地球所在的位置,正好是一顆超新星爆炸的地方,地球大量的碳元素和重元素都是得益於此。還有一種說法認為,如果兩顆中子星發生碰撞,它的一部分就會被扔向太空,這些物質中都富含有中子,它會和核子結合,形成原子量越來越大的元素,最後宇宙中就會富含重元素。

宇宙中的元素都是怎麼來的?

中子星其實就是超新星爆炸後遺留的產物,它的密度極高,一顆直徑幾百公里的中子星,它的質量可以媲美太陽,如果地球上有一個乒乓球大的中子星物質,那麼它的重量將達到100億噸。雖然大部分中子星都是獨自存在的,但也會有兩顆中子星形成雙星系統,它們在一起圍繞旋轉上億年,隨著引力的作用,它們最終會發生碰撞,產生新的元素。


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