'宇宙中有三種重元素不是恆星創造'

宇宙 地球 植物 黑洞 科技領航人 2019-09-08
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大爆炸之後,在宇宙中的第一顆恆星形成之前,宇宙由氫(元素#1),氦(元素#2)組成,幾乎沒有別的東西。 儘管源自一個令人難以置信的炎熱,密集的狀態,但任意的重元素並不是像今天的恆星一樣在早期被創造出來的。儘管熱到足以製造幾乎任何東西,早期的宇宙幾乎一無所有,只有一個簡單的原因:如果它足夠熱和密度,能夠在早期將元素融合在一起,那麼它也足夠熱來再次將這些複合元素炸開。

只有當宇宙冷卻到足夠冷,元素才不會立即分裂——三分鐘多一點——我們才能建立起元素週期表。

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大爆炸之後,在宇宙中的第一顆恆星形成之前,宇宙由氫(元素#1),氦(元素#2)組成,幾乎沒有別的東西。 儘管源自一個令人難以置信的炎熱,密集的狀態,但任意的重元素並不是像今天的恆星一樣在早期被創造出來的。儘管熱到足以製造幾乎任何東西,早期的宇宙幾乎一無所有,只有一個簡單的原因:如果它足夠熱和密度,能夠在早期將元素融合在一起,那麼它也足夠熱來再次將這些複合元素炸開。

只有當宇宙冷卻到足夠冷,元素才不會立即分裂——三分鐘多一點——我們才能建立起元素週期表。

宇宙中有三種重元素不是恆星創造

但即使在幾分鐘之後,環境中的能量也很低,99.999999%的元素都會被氦所覆蓋。在我們開始形成恆星之前,我們不會創造任何新的東西。儘管恆星燃燒的第一階段總是將氫融合成恆星核心的氦,但足夠大的恆星(超過我們太陽質量的40%左右)最終會在該恆星上形成元素週期表:

  • 當恆星的核心耗盡氫燃料時,它收縮並加熱。
  • 當溫度達到1億K左右時,氦就會點燃。
  • 隨著點燃,氦開始燃燒,三個氦原子融合在一起形成碳(元素6),釋放過程中的能量。
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大爆炸之後,在宇宙中的第一顆恆星形成之前,宇宙由氫(元素#1),氦(元素#2)組成,幾乎沒有別的東西。 儘管源自一個令人難以置信的炎熱,密集的狀態,但任意的重元素並不是像今天的恆星一樣在早期被創造出來的。儘管熱到足以製造幾乎任何東西,早期的宇宙幾乎一無所有,只有一個簡單的原因:如果它足夠熱和密度,能夠在早期將元素融合在一起,那麼它也足夠熱來再次將這些複合元素炸開。

只有當宇宙冷卻到足夠冷,元素才不會立即分裂——三分鐘多一點——我們才能建立起元素週期表。

宇宙中有三種重元素不是恆星創造

但即使在幾分鐘之後,環境中的能量也很低,99.999999%的元素都會被氦所覆蓋。在我們開始形成恆星之前,我們不會創造任何新的東西。儘管恆星燃燒的第一階段總是將氫融合成恆星核心的氦,但足夠大的恆星(超過我們太陽質量的40%左右)最終會在該恆星上形成元素週期表:

  • 當恆星的核心耗盡氫燃料時,它收縮並加熱。
  • 當溫度達到1億K左右時,氦就會點燃。
  • 隨著點燃,氦開始燃燒,三個氦原子融合在一起形成碳(元素6),釋放過程中的能量。
宇宙中有三種重元素不是恆星創造

這是紅巨星的玩法,更多的恆星產生氮、氧、霓虹燈、鎂、硅、硫和鐵鈷和鎳等元素。此外,恆星燃燒還會產生自由中子,與預先存在的元素結合,一次爬上週期表一個元素,一直上升到鉛和二元(元素#82和#83)等元素。最後,絕對質量最大的恆星將在壯觀的超新星爆炸中死亡,導致失控的聚變反應,原則上,這種反應應該產生週期表內外已知的一切,創造出每一個可能的元素。

所有可能的元素,也就是說,除了我們跳過的三個元素。你看,宇宙從氫和氦開始,所有的恆星產生氦,然後超過一定質量閾值的恆星產生碳、氮、氧和許多重元素。但是碳已經是元素6;那麼鋰、鈹和硼(元素3、4和5)呢?

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大爆炸之後,在宇宙中的第一顆恆星形成之前,宇宙由氫(元素#1),氦(元素#2)組成,幾乎沒有別的東西。 儘管源自一個令人難以置信的炎熱,密集的狀態,但任意的重元素並不是像今天的恆星一樣在早期被創造出來的。儘管熱到足以製造幾乎任何東西,早期的宇宙幾乎一無所有,只有一個簡單的原因:如果它足夠熱和密度,能夠在早期將元素融合在一起,那麼它也足夠熱來再次將這些複合元素炸開。

只有當宇宙冷卻到足夠冷,元素才不會立即分裂——三分鐘多一點——我們才能建立起元素週期表。

宇宙中有三種重元素不是恆星創造

但即使在幾分鐘之後,環境中的能量也很低,99.999999%的元素都會被氦所覆蓋。在我們開始形成恆星之前,我們不會創造任何新的東西。儘管恆星燃燒的第一階段總是將氫融合成恆星核心的氦,但足夠大的恆星(超過我們太陽質量的40%左右)最終會在該恆星上形成元素週期表:

  • 當恆星的核心耗盡氫燃料時,它收縮並加熱。
  • 當溫度達到1億K左右時,氦就會點燃。
  • 隨著點燃,氦開始燃燒,三個氦原子融合在一起形成碳(元素6),釋放過程中的能量。
宇宙中有三種重元素不是恆星創造

這是紅巨星的玩法,更多的恆星產生氮、氧、霓虹燈、鎂、硅、硫和鐵鈷和鎳等元素。此外,恆星燃燒還會產生自由中子,與預先存在的元素結合,一次爬上週期表一個元素,一直上升到鉛和二元(元素#82和#83)等元素。最後,絕對質量最大的恆星將在壯觀的超新星爆炸中死亡,導致失控的聚變反應,原則上,這種反應應該產生週期表內外已知的一切,創造出每一個可能的元素。

所有可能的元素,也就是說,除了我們跳過的三個元素。你看,宇宙從氫和氦開始,所有的恆星產生氦,然後超過一定質量閾值的恆星產生碳、氮、氧和許多重元素。但是碳已經是元素6;那麼鋰、鈹和硼(元素3、4和5)呢?

宇宙中有三種重元素不是恆星創造

你不能通過將較輕的元素融合在一起來製造這些元素,因為向氦中加入氫會產生不穩定的鋰-5,並且將兩個氦氣加在一起會產生鈹-8,這是不穩定的。 (事實上,質量為5或8的所有原子核都是不穩定的。)你無法通過涉及碳或其他元素的恆星反應制造它們,因為那些只會產生較重的元素,而不是較輕的元素。 事實上,你根本不能在恆星中製造出比氦更重的元素。

然而,鋰、鈹和硼不僅存在,特別是硼對地球上的生命是至關重要的。沒有硼,就沒有細胞壁這樣的東西,因此也就沒有植物這樣的東西。

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大爆炸之後,在宇宙中的第一顆恆星形成之前,宇宙由氫(元素#1),氦(元素#2)組成,幾乎沒有別的東西。 儘管源自一個令人難以置信的炎熱,密集的狀態,但任意的重元素並不是像今天的恆星一樣在早期被創造出來的。儘管熱到足以製造幾乎任何東西,早期的宇宙幾乎一無所有,只有一個簡單的原因:如果它足夠熱和密度,能夠在早期將元素融合在一起,那麼它也足夠熱來再次將這些複合元素炸開。

只有當宇宙冷卻到足夠冷,元素才不會立即分裂——三分鐘多一點——我們才能建立起元素週期表。

宇宙中有三種重元素不是恆星創造

但即使在幾分鐘之後,環境中的能量也很低,99.999999%的元素都會被氦所覆蓋。在我們開始形成恆星之前,我們不會創造任何新的東西。儘管恆星燃燒的第一階段總是將氫融合成恆星核心的氦,但足夠大的恆星(超過我們太陽質量的40%左右)最終會在該恆星上形成元素週期表:

  • 當恆星的核心耗盡氫燃料時,它收縮並加熱。
  • 當溫度達到1億K左右時,氦就會點燃。
  • 隨著點燃,氦開始燃燒,三個氦原子融合在一起形成碳(元素6),釋放過程中的能量。
宇宙中有三種重元素不是恆星創造

這是紅巨星的玩法,更多的恆星產生氮、氧、霓虹燈、鎂、硅、硫和鐵鈷和鎳等元素。此外,恆星燃燒還會產生自由中子,與預先存在的元素結合,一次爬上週期表一個元素,一直上升到鉛和二元(元素#82和#83)等元素。最後,絕對質量最大的恆星將在壯觀的超新星爆炸中死亡,導致失控的聚變反應,原則上,這種反應應該產生週期表內外已知的一切,創造出每一個可能的元素。

所有可能的元素,也就是說,除了我們跳過的三個元素。你看,宇宙從氫和氦開始,所有的恆星產生氦,然後超過一定質量閾值的恆星產生碳、氮、氧和許多重元素。但是碳已經是元素6;那麼鋰、鈹和硼(元素3、4和5)呢?

宇宙中有三種重元素不是恆星創造

你不能通過將較輕的元素融合在一起來製造這些元素,因為向氦中加入氫會產生不穩定的鋰-5,並且將兩個氦氣加在一起會產生鈹-8,這是不穩定的。 (事實上,質量為5或8的所有原子核都是不穩定的。)你無法通過涉及碳或其他元素的恆星反應制造它們,因為那些只會產生較重的元素,而不是較輕的元素。 事實上,你根本不能在恆星中製造出比氦更重的元素。

然而,鋰、鈹和硼不僅存在,特別是硼對地球上的生命是至關重要的。沒有硼,就沒有細胞壁這樣的東西,因此也就沒有植物這樣的東西。

宇宙中有三種重元素不是恆星創造

然而,植物存在,硼存在,所以不知何故,這些元素一定是被創造出來的。不管你信不信由你,黑洞、中子星、超新星和活動星系是宇宙中最有能量的粒子關鍵來源。當這些宇宙災難被點燃、變得活躍甚至爆炸時,它們不只是發射粒子。它們發射出已知宇宙中能量最高的粒子。

當這些高能粒子(被稱為宇宙射線)撞擊到一個更重的元素(這個重元素由恆星產生),它會把這個重元素炸開,形成一個低質量粒子的級聯。這個過程被稱為散裂,散裂是地球上形成鋰、鈹和硼唯一原因。

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大爆炸之後,在宇宙中的第一顆恆星形成之前,宇宙由氫(元素#1),氦(元素#2)組成,幾乎沒有別的東西。 儘管源自一個令人難以置信的炎熱,密集的狀態,但任意的重元素並不是像今天的恆星一樣在早期被創造出來的。儘管熱到足以製造幾乎任何東西,早期的宇宙幾乎一無所有,只有一個簡單的原因:如果它足夠熱和密度,能夠在早期將元素融合在一起,那麼它也足夠熱來再次將這些複合元素炸開。

只有當宇宙冷卻到足夠冷,元素才不會立即分裂——三分鐘多一點——我們才能建立起元素週期表。

宇宙中有三種重元素不是恆星創造

但即使在幾分鐘之後,環境中的能量也很低,99.999999%的元素都會被氦所覆蓋。在我們開始形成恆星之前,我們不會創造任何新的東西。儘管恆星燃燒的第一階段總是將氫融合成恆星核心的氦,但足夠大的恆星(超過我們太陽質量的40%左右)最終會在該恆星上形成元素週期表:

  • 當恆星的核心耗盡氫燃料時,它收縮並加熱。
  • 當溫度達到1億K左右時,氦就會點燃。
  • 隨著點燃,氦開始燃燒,三個氦原子融合在一起形成碳(元素6),釋放過程中的能量。
宇宙中有三種重元素不是恆星創造

這是紅巨星的玩法,更多的恆星產生氮、氧、霓虹燈、鎂、硅、硫和鐵鈷和鎳等元素。此外,恆星燃燒還會產生自由中子,與預先存在的元素結合,一次爬上週期表一個元素,一直上升到鉛和二元(元素#82和#83)等元素。最後,絕對質量最大的恆星將在壯觀的超新星爆炸中死亡,導致失控的聚變反應,原則上,這種反應應該產生週期表內外已知的一切,創造出每一個可能的元素。

所有可能的元素,也就是說,除了我們跳過的三個元素。你看,宇宙從氫和氦開始,所有的恆星產生氦,然後超過一定質量閾值的恆星產生碳、氮、氧和許多重元素。但是碳已經是元素6;那麼鋰、鈹和硼(元素3、4和5)呢?

宇宙中有三種重元素不是恆星創造

你不能通過將較輕的元素融合在一起來製造這些元素,因為向氦中加入氫會產生不穩定的鋰-5,並且將兩個氦氣加在一起會產生鈹-8,這是不穩定的。 (事實上,質量為5或8的所有原子核都是不穩定的。)你無法通過涉及碳或其他元素的恆星反應制造它們,因為那些只會產生較重的元素,而不是較輕的元素。 事實上,你根本不能在恆星中製造出比氦更重的元素。

然而,鋰、鈹和硼不僅存在,特別是硼對地球上的生命是至關重要的。沒有硼,就沒有細胞壁這樣的東西,因此也就沒有植物這樣的東西。

宇宙中有三種重元素不是恆星創造

然而,植物存在,硼存在,所以不知何故,這些元素一定是被創造出來的。不管你信不信由你,黑洞、中子星、超新星和活動星系是宇宙中最有能量的粒子關鍵來源。當這些宇宙災難被點燃、變得活躍甚至爆炸時,它們不只是發射粒子。它們發射出已知宇宙中能量最高的粒子。

當這些高能粒子(被稱為宇宙射線)撞擊到一個更重的元素(這個重元素由恆星產生),它會把這個重元素炸開,形成一個低質量粒子的級聯。這個過程被稱為散裂,散裂是地球上形成鋰、鈹和硼唯一原因。

宇宙中有三種重元素不是恆星創造

鋰、鈹和硼是迄今為止所有輕元素中最稀有的,而這個散裂過程是它們存在的唯一原因。下次你看到植物時,不僅要想到植物的進化事件,還要想到宇宙事件,因為宇宙事件創造了讓植物存在所必不可少的元素。如果沒有宇宙中最災難性的、能量發生的事件,三個最輕的元素,鋰、氦和硼根本不會在地球上出現。

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