宇宙中還有地球上不存在的元素嗎？大爆炸後為什麼最多的元素是氫

1869年，俄羅斯化學家門捷列夫將當時發現的66種元素排列成著名的元素周期表，並預言了新元素的存在和性質。迄今為止，已發現118種元素，其中92種為天然元素，26種為合成元素。鈾元素92是地球上原子序數最大的天然元素。原子序數大於92的人工超鈾元素都是不穩定的放射性元素。那麼，這個元素列表有沒有盡頭？會有新的元素嗎？

宇宙中還有地球上不存在的元素嗎？

自從門捷列夫發明化學元素周期表以來，人們發現了新的元素。目前，對新元素的探索主要是從人工合成和自然探索兩個方面進行的。新元素的人工合成主要是通過高能中子長期輻照、核爆炸和重離子加速器等現代實驗手段來實現的。此外，還可以從宇宙射線、隕石和衛星石以及天然礦物中發現新元素。

現在，人們已經能夠在實驗室裡通過核碰撞創造出新的元素。例如，2014年，日本使用rilac直接加速器加速鋅粒子並撞擊一片鉍箔，從而創造出第113號元素「Unt」。然而，這些人工元素的壽命極短，113號元素只存在萬分之三秒，並立即衰變為其他元素。2016年，科學家們用人工元素鉲（californium）去撞擊鈣，製造出一個原子核中含有118個質子的新原子。這種元素僅僅存在了1毫秒，但卻是人類製造的最重的元素。

創造新元素的過程也發生在宇宙中，通常發生在年輕的恆星上。然而，到目前為止，宇宙中還沒有發現與地球不同的元素。從理論上講，任何元素都具有一定的特徵，遵循一定的形成規律，因此宇宙中的元素也存在於地球上。

宇宙中還有多少人類沒有發現的元素？

宇宙中一定有我們沒有發現的元素，但可能沒有你想像的那麼多，而且大多數元素肯定是極不穩定的。我們的地球通常是宇宙中一個非常普通的角落。我們的環境和宇宙的大部分地方沒有什麼不同。

要知道，通過光譜研究，人類現在可以在數億光年之外找到微量元素，我們的觀測範圍已經很龐大了。因此，在我們可以觀測到的範圍裡，應該具備宇宙中最普遍的環境，在其中我們應該產生宇宙中最常見的物質。

當然，宇宙中一定有一些特殊的環境和物質，但這種環境不一定是普遍的，一定是非常罕見的。因為如果這樣的環境並不罕見，在這種環境中產生的特殊物質可以在地球附近觀察到。

此外，在這些特殊環境中產生的特殊物質必須是不穩定的，存在時間很短或存在條件極其惡劣。因為如果這些物質是穩定的，在一百多億年的歷史中，它們肯定會在整個宇宙中分散，從而被我們觀察到。

宇宙中的元素是為何是有限的？

元素是由原子核中的質子和中子的數量決定的。如果這兩種粒子想聚集在一起形成原子核，它們必須有力量把它們「捆綁」在一起。然而，兩個帶正電的質子都有相互排斥的力。

幸運的是，質子和中子（最強的）、中子和中子、質子和質子之間有一股強大的力量，把質子和中子結合在一起。然而，強作用力的有效距離是非常有限的，而質子間斥力的「電磁力」的有效距離是非常長的。結果，不易被周圍中子粘住的質子被遠處的質子排斥，反而被踢出原子核。

隨著原子序數的增加，質子間的斥力也隨之增大，這是高原子序數元素不穩定的原因。原子序數越高，它就越不穩定。即使產生高原子序數的元素，它們也會在很短的時間內衰變。

因此，地球上幾乎不存在92號以上的元素（鈾），新發現的高原子序數元素（超鈾元素）都是人工合成的。目前發現序數最高的118元素的壽命只有1毫秒，序數越高，壽命越短，從這個意義上講，宇宙中的元素類型應該是有限的。

為什麼宇宙中最多的元素是氫？

氫是現代意義上最古老、最輕的化學元素。它是波義耳1671年在鐵與硫酸的化學反應中發現的。宇宙中最豐富的元素是氫。根據大爆炸理論，產生的第一個元素是最簡單的元素，最簡單的元素是氫。所以氫是宇宙中的第一種產物，而且非常豐富。在氫的作用下，氫通過核聚變過程逐漸產生其他元素。

在早期宇宙中，只有一些基本粒子，如電子、夸克、中微子及其反粒子，以接近光速的速度運動。在大爆炸後的幾微秒內，夸克結合成質子和中子，但它們不能形成穩定的核，因為質子和中子經常受到中微子和反中微子的幹擾。只有當宇宙年齡接近1秒，溫度降至100億攝氏度左右，使中微子和反中微子不再與原子核相互作用時，大爆炸的核聚變才能真正開始。

氫原子核是最簡單的元素，只有一個質子。當宇宙年齡接近兩三分鐘時，氫、氦和氦的同位素就會出現。但周期表中比鋰核重的元素並非來自大爆炸合成。它們主要是在恆星內部的核合成過程中誕生的，因此它們的壽命遠不及氫和氦。

為什麼地球上會有這麼多種元素？

如果我們銀河系的初始狀態是全氫的話，那麼第一代恆星應該都是由氫組成的；第一代恆星死亡後，各種元素產生的擴散，使得銀河系的組成發生了變化，所以原來的第二代和第三代恆星的原始組成就複雜了。

我們的太陽現在正處於氫燃燒階段，但有鐵等重元素，所以我們可以肯定它不是第一代恆星。而地球只能由第一代或第二代恆星的殘骸形成。地球的鐵心，地球上的各種元素和放射性物質都顯示了這一點。這就是為什麼地球上有這麼多的元素。

巖石圈地殼中有90多種天然化學元素，其中氧、矽、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂等8種元素佔地殼總重量的97.13%，其餘幾十種元素的總含量均小於3%。氧是地殼中最豐富的元素，約佔地殼總含量的一半，其次是矽，約佔總含量的1/4；上地幔物質成分為鐵鎂矽酸鹽。正是地殼中豐富的化學物質構成了地球上豐富多樣的礦產資源。