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1 # 斷橋煙雨591
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2 # 科普大世界
基本上所有的恆星形成後內部的核聚變需要的燃料都是氫元素,氫元素大量存在於宇宙空間,至今仍然佔可見物質的90%,氫元素的出現和產生基本都是宇宙初創時的產物,可以說是宇宙誕生後不久就創造了這種原料。
那麼氫元素到底是怎麼創造的呢?通常認為是在宇宙大爆炸發生之後,先後形成了夸克、中微子、光子、電子、質子、中子等,質子和中子大概在爆炸後十秒鐘就出現了,原子核大概在100秒時出現,到時候宇宙的溫度降低到了10億度左右,不過這個時候形成的物質也多是簡併態,之後溫度繼續降低,使得質子和中子不再有足夠的能量逃脫強核力的吸引,所以開始結合產生氘(重氫)的原子核,其中包含一個質子和一箇中子。
隨著溫度的繼續降低,宇宙中產生的大量的中子又開始衰變成質子,這正是氫原子的核,而它衰變出來的電子就會跟它結合成一個氫原子,這就是氫元素的來源,不過由於中子的衰變還會迸發出一個反中微子,它和中微子相遇就會湮滅,同時釋放出能量,所以這個時候的宇宙又經歷了這種模式上的一場爆炸。
由於大爆炸之後宇宙中不同區域的密度和能量分佈可能很不相同,所以這種方式的氫元素製造可能直到30萬年後才趨向於結束,宇宙中幾乎所有的氫元素都是來自於這一時期。
不過宇宙中的中子星碰撞時也可以產生部分氫元素,就是當中子星碰撞後會有部分的中子星物質飛濺出來,飛濺出來的中子星物質由於失去了中子星的強大引力,會脫離中子簡併態,獲得自由的中子並不能穩定的存在於宇宙中,所以它們會發生中子貝塔衰變,這種衰變和上面所說的情況是一樣的,就是中子會釋放出電子和反中微子成為質子,電子和質子就能形成氫元素,同時也伴隨著一場爆炸。另外,形成中子星的超新星爆發有時候也會有產生極少量的氫元素,模式和中子星碰撞情況差不多,都是由脫離中子態的中子衰變形成的。
氫元素是宇宙中佔比最多最原始,最簡單,也是最早的元素。科學家認為,氫元素在宇宙中可見物質中的含量佔了90%以上。我們的太陽已經形成了50億年。但是至今它的核聚變燃燒的仍然是氫元素,如今我們人類已經發現了100多種元素。但是他們的形成基本基礎都是氫元素。是在氫元素的基礎上,經歷一層層聚變的聚變,形成的元素。其實宇宙中的氫元素都來自於宇宙之初。目前的天文學物理論認為, 宇宙是由奇點大爆炸形成的,大爆炸後的一秒,各種粒子就開始形成,10秒鐘之後,原子核中的質子和中子也開始形成。然而一直到了30萬年後,宇宙中的溫度和壓力降到最低的時候,氫原子才開始大量形成,在這一時期,宇宙中的所有電子,質子,中子,幾乎都合成的氫鋰等幾種元素。