宇宙中豐度最高的元素就是氫元素,排在氫元素之後的就是氦元素。在太陽系也是如此,如果按照質量計算太陽系的氫含量大約佔了百分之70%,當然了太陽的質量是太陽系質量的99.8%,其他八大行星加上小行星、長周期彗星、柯伊伯帶內的天體、一些天體碎片等只佔了很小的一部分。
按照現在的主流觀點,宇宙起源於138.2億年前的奇點大爆炸,最開始形成的就是氫元素,這意味著宇宙中的常規物質最開始就是氫元素。
而隨著時間的流逝在宇宙空間中瀰漫的氫和氦,由於密度不均在密度較大的地方開始聚集形成原始星雲,最終形成第一代恆星。一般質量的恆星內核處發生核聚變生成氦,隨著氦在內核處的積累逐漸增多,待恆星進入紅巨星之前內核處會發生劇烈的「爆炸」,這就是氦閃。這種氦閃會在短時間內發生多次,直到氦的含量降下來,最後生成碳氧等元素。我們的太陽最終就是走這樣的道路,核聚變只能聚變到碳氧等元素。
但是大質量、超大質量恆星內部高溫、高壓的環境,就可能會讓元素聚變到更重,但是一般也都會聚變到鐵元素未知。因為鐵56是最穩定的,比鐵重的元素更容易發生核裂變生成鐵,比鐵輕的元素更容易核聚變生成鐵,所有有一種觀點認為宇宙最終的結局很可能是鐵56的世界,不存在其它元素,更深一步發生核子衰變全部都變成輕子。
那麼宇宙中的重元素是從哪裡來的哪?
其實主要還是大質量恆星演化到生命後期,雖然常規的溫度和壓力難以讓鐵發生聚變生成更重的元素,但是發生超新星爆炸的瞬間會產生極高的溫度,這個溫度足以讓鐵發生核聚變生成更重的元素。
所以宇宙中的氫元素理論上只會越來越少,因為不斷地有恆星在形成,恆星都是在不斷地發生核聚變生成更重的元素。
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