我们所处的这个宇宙是一个物质的宇宙,由各种各样的元素组成,目前科学家发现的自然存在的元素大约有90种,另外还有26种人造元素。我们所有的物质都是这些元素的单质或者是化合物组成。
但是在宇宙大爆炸发生以后,宇宙中的元素种类却远远比不上现在的丰度,那个时候其实整个宇宙中只有几种元素。而后来我们见到各种氧碳铁之类的元素都是在恒星内部通过核聚变形成的。
那么现在的问题来了,在宇宙大爆炸中一共产生了哪几种元素呢?
在140亿年宇宙诞生的时候,其实只形成了四种元素,分别是氢、氦,以及极少量的锂和铍等元素。
根据宇宙大爆炸核合成理论,在大爆炸10秒后,宇宙的温度高达30亿度,这个时候氢和氦的原子核已经能够稳定存在了。在10秒到20分钟的时间,氢原子合成了宇宙中大多数的氦原子,同时也产生了极少量的锂元素以及铍的一个同位素。
在宇宙大爆炸35分钟以后,温度已经降低到3亿度,这时候大规模的核合成基本上停止了,于是初始状态的宇宙物质都形成了,其中包含75%的氢1,25%的氦4,以及大约0.01%的氘和氦3,同时还有极少量(大约是10^-10)的锂元素,而铍元素是铍7,这是一种不稳定的同位素,会衰变成锂元素。
因此其实宇宙刚形成的时候,几乎全部是由氢和氦组成,这些氢元素继而形成了宇宙中最初的一批恒星——第三星族星,这些恒星质量巨大,寿命很短,核心的核聚变非常快速,快速的将氢元素和氦元素合并成其他的元素,在数千万年的时间中,不断的超新星爆炸,从而将恒星核聚变产生的巨量重元素抛洒到宇宙空间中。从而能够为形成你我提供了物质基础。
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