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宇宙元素是如何形成的 元素的旅程始于大爆炸的最初時刻，當時我們的宇宙只有幾秒鐘到幾分鐘的歷史。 我們都知道宇宙包含大量的元素，從很輕的氣體（如氦氣）到很重的金屬（如鉛）。但是所有的元素都是從哪里來的呢？ 元素的旅程始于大爆炸的最初時刻，當時我們的宇宙只有幾秒鐘到幾分鐘的歷史。當時，整個宇宙被塞進了一個比今天小數百萬倍的體積中。由于密度高得令人難以置信，宇宙中所有物質的平均溫度遠遠超過十億度，這足以發(fā)生核反應。事實上，它是如此之熱，以至于即使是質子和中子也無法作為穩(wěn)定的實體存在。相反，宇宙只是一片更基本的粒子的海洋，稱為夸克和膠子，在原始等離子體狀態(tài)下沸騰。
但宇宙不會長期保持這種狀態(tài)。它正在膨脹，這意味著它也在冷卻。最終，夸克可以結合在一起形成第一個質子和中子，而不會立即被摧毀。質子比中子略輕，這使它們在粒子產生的初始階段具有優(yōu)勢。宇宙誕生了幾分鐘后，它就由于溫度較低而無法產生新的質子和中子。因此，這些重粒子是宇宙制造的唯一一批粒子（除了未來罕見的高能相互作用）
當重粒子最終形成后，大約每個中子會伴隨有六個質子。這些中子本身并不穩(wěn)定;它們的半衰期約為 880 秒。隨即，一些中子開始衰變，而尚未衰變的中子開始與質子結合形成第一批原子核。在所有輕元素中，由兩個質子和兩個中子組成的氦-4具有最大的結合能，這意味著它最容易形成，最難分解。因此，幾乎所有這些中子都用于生產氦-4。 通過這樣的計算，宇宙學家可以預測，宇宙開始時大約有75％的氫（這只是一個裸露的質子）、25％的氦和少量鋰的混合物——這正是天文學家觀察到的。 恒星核聚變合成
元素出現的下一階段必須等待第一代恒星，直到大爆炸后數億年才開始發(fā)光。恒星通過核聚變?yōu)樽约禾峁﹦恿?，將氫轉化為氦。這個過程會留下一點點能量。但是恒星有如此多的氫氣，它們可以燃燒數十億年，有時甚至是數萬億年。 在生命的盡頭，像太陽這樣的恒星轉而核聚變氦，在它們作為行星狀星云死亡之前將其轉化為碳和氧。這就是為什么碳和氧在宇宙中如此豐富的原因;繼氫和氦之后，它們是最常見的元素。事實上，氧是地球上最常見的元素，盡管它大部分與硅酸鹽結合形成你腳下的土地。
質量更大的恒星——那些質量至少是太陽八倍的恒星——在其核心中融合了更重的元素。特別是在它們生命周期的最后幾周、幾天甚至幾個小時里，宇宙中質量最大的恒星會產生氮、氖、硅、硫、鎂、鎳、鉻和鐵。 這是恒星內元素形成的終點——它們強大的能量能夠產生較重的元素，但要形成任何一種高于鐵的元素會消耗能量，而不是產生能量，因此這些更重的元素很少出現在大質量恒星的核心中。
元素周期表中比鐵重的元素是在恒星死亡時產生的，它們通過各種迷人、復雜和壯觀的方式產生。較小的恒星慢慢地將它們核反應區(qū)中的物質向外噴射，這些物質將噴灑到它們的恒星系統(tǒng)中。較大的恒星將會產生超新星爆炸。這兩種死亡都會留下殘余——小恒星會留下白矮星，白矮星幾乎完全由碳和氧組成；較大的恒星會留下令人難以置信的致密中子球，稱為中子星。
來自伴星的氣體可以被白矮星吸收，導致它引發(fā)超新星爆炸。中子星的碰撞，會產生千新星并釋放出巨大的能量。 無論如何，所有這些過程都涉及大量的輻射、大量的能量和大量高速飛行的粒子——換句話說，這是塑造新元素的完美湯。正是通過這些災難，元素周期表的其余部分才應運而生。
也正是通過這些高能事件，這些元素飛躍了它們的母星的界限，進入了星際混合體。在那里，這些元素加入了新的氣體云，這些氣體云最終合并形成新一代的恒星，這些恒星繼續(xù)元素循環(huán)和再生，慢慢地豐富了整個宇宙。 BY:Paul Sutter 如有相關內容侵權，請在作品發(fā)布后聯系作者刪除 轉載還請取得授權，并注意保持完整性和注明出處 選文：天文志愿文章組- 翻譯：天文志愿文章組- 審核：天文志愿文章組- 終審：天文志愿文章組-零度星系 排版：天文志愿文章組-零度星系 美觀：天文志愿文章組- 參考資料 1.WJ百科全書 2.天文學名詞 3.原文來自：https://www./how-did-universe-elements-form 注意：所有信息數據龐大,難免出現錯誤,還請各位讀者海涵以及歡迎斧正. 本文由天文志愿文章組-翻譯自文章作者Paul Sutter的作品,如有相關內容侵權,請在作品發(fā)布后聯系作者刪除. 結束,感謝您的閱讀與關注 全文排版：天文在線(零度星系) 轉載請取得授權,并注意保持完整性和注明出處 浩瀚宇宙無限寬廣 穹蒼之美盡收眼底 |
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