摘要:其中锂元素在宇宙大爆炸之后十几分钟内,在形成氢和氦的过程中,也同样形成了大约0.0000001%的锂,可见锂元素其实早在恒星诞生之前已经存在了。锂、铍和硼是宇宙中仅有主要依靠散裂过程形成的元素,它们不像其他重元素那样依赖于与恒星有关的过程。

相信每一个朋友都知道元素周期表,在这个表上有118种元素,它们是组成这个物质世界,物质宇宙的核心。我们都知道,世界万物,宇宙万物都是由物质构成,而构成物质的就是这些基本元素。即使是生命也是由各种元素构成的,而人体更是由多达60多种元素构成。

那么这118种元素是如何诞生的?要揭开这个谜团,我们还需要从宇宙大爆炸的那一刻说起。根据现代科学理论,宇宙起源于138亿年前的奇点爆炸,我们可以将这个奇点看成是一个无限能量的集合。当大爆炸发生的瞬间,奇点中的能量被释放出来,于是元素的诞生也就开始了。

通过元素周期表,我们可以看出,氢排在第一名,而氦排在第二名,其它的元素按照轻重依次排序。这个排名可不是随便排的,都是经过科学的研究和探索,而越是靠前的元素,它们诞生的时间往往越早。比如氢和氦排在第一和第二,所以是最早诞生的元素,在宇宙中的含量也最多。

宇宙大爆炸之后的很短时间内,是没有任何元素存在的,那个时候只有由夸克、轻子、光子、胶子和反物质粒子组成的早期宇宙。这些粒子合成了第一批原子核,持续时间只有十几分钟,短短的十几分钟却奠定了宇宙的物质基础。

宇宙大爆炸之后最先形成的是氢元素,然后是氦元素,原因就是这两种元素的结构简单,在强大能量的作用下更容易形成。所以它们也占据了宇宙所有元素含量的99%以上,其中75%是氢,接近25%是氦。其它的那些元素基本都是在这两个元素的基础上形成的。

只不过在这118种元素中,有三种元素非常特别,它们的形成机制跟其它的元素完全不同,这三种元素就是3号元素锂、4号元素铍和5号元素硼。可能有人会说了,这三种元素排名如此靠前,那在宇宙中应该是最容易形成的,含量应该也比后面的其它元素要高很多。

可真实的结果却完全不是如此,这三种元素在宇宙中是非常罕见的,为什么会这样呢?主要跟它们的形成机制完全不同于其它元素有关。其它的元素形成机制基本都跟恒星有关,我们都知道,恒星是宇宙中非常普遍的一种天体,它们内部时刻进行着核聚变,给黑暗寒冷的宇宙带来了些许光明和温暖。

当宇宙早期形成了大量的氢和氦之后,这些氢和氦的凝聚也开始形成恒星。而恒星的诞生彻底改变了宇宙的演化。我们都知道,恒星基本是由氢元素组成的,而恒星内部的核聚变也可以不断将氢聚变成氦。这就是氢氦聚变,我们的太阳现在就进行着这样的聚变转化过程。

对于氢元素来说,核聚变反应能够让它们转化为氦,可是对于锂元素来说,这种极高的温度足以使它们爆炸,所以锂元素无法通过核聚变反应形成,其它的四号元素和五号元素也是如此。

当恒星内部通过核聚变将氢元素全部转变为氦元素之后,氢核聚变就会停止,这个时候恒星内部的辐射压力降低,无法对抗引力坍缩,使得核心区域会不断收缩。在此期间,恒星内部的温度将会进一步升高。那么氢核聚变结束之后,是否意味着核聚变就会停止呢?当然不是。

当恒星的氢元素全部转化为氦元素之后,另一种核聚变反应就开始了,这个时候氦元素又会聚变为6号元素碳以及后面的几种元素。由于恒星内部的聚变能量有限,所以靠核聚变已经很难产生更重的元素,那么元素周期表上的那些重元素是如何来的?

不要着急,恒星内部的核聚变结束之后,它的生命也走到了尽头,这个时候根据恒星质量的不同,又会有三种演化,对于中低质量恒星,一旦氦聚变完全结束,它们的外层就会脱离,形成行星状星云,而核心则会坍缩成白矮星。

而大质量的恒星,它们核心还能进一步坍缩和升温,从而启动碳核聚变。碳会聚变成氧,氧聚变成氖,氖又聚变成镁,不停地合成下去,硅、硫、氩、钙、钛和铬等元素会相继产生,一直到铁、镍和钴。铁核聚变会吸收能量,导致大质量恒星的平衡被打破,它们将会发生猛烈的超新星爆发。

在超新星爆发的过程中,还会进一步合成出比铁更重的元素。另外,白矮星和白矮星合并或中子星和中子星合并也会制造出重元素。以上这些就是各种重元素的形成诞生过程,它们都跟恒星有着密切的关系,由此可见,恒星在宇宙的地位有多么的重要,科学家称恒星为宇宙元素冶炼工厂。

相信细心的朋友也会发现,以上这些跟恒星有关的元素转化过程并没有第三号元素,第四号元素和第五号元素。没错,这三种元素前面我们已经说了,它们的形成机制跟其它元素是完全不同的,所以导致它们在宇宙中非常稀有。

那么这三种元素又是如何形成的?其中锂元素在宇宙大爆炸之后十几分钟内,在形成氢和氦的过程中,也同样形成了大约0.0000001%的锂,可见锂元素其实早在恒星诞生之前已经存在了。

既然这三种元素不是通过恒星的演化形成的,那么它们是怎么来?根据目前的推测,这三种元素的存在要归功于宇宙中最高能的粒子来源,比如脉冲星、超大质量黑洞、超新星等。我们都知道,这些可都是宇宙中天然存在的超级粒子加速器。

它们会向整个星系的各个方向喷射宇宙粒子,这些粒子甚至有足够的能量来跨越浩瀚的星系际空间。宇宙粒子加速器发射出去的高能粒子朝着四面八方运动,它们有可能会与其他粒子发生碰撞。如果被撞击的粒子是碳或者更重的原子核,那么,碰撞产生的巨大能量将会引发另一个核反应。

当高能粒子撞击重原子核时,巨大的原子核会分裂成各种各样的粒子。这种过程被称为散裂,它是锂、铍和硼的主要形成来源。锂、铍和硼是宇宙中仅有主要依靠散裂过程形成的元素,它们不像其他重元素那样依赖于与恒星有关的过程。

由于锂、铍和硼的产生依赖于高能粒子在宇宙中的偶然碰撞,所以它们在宇宙中非常稀有。而这三种元素可是地球生命不可或缺的元素,虽然我们现在还没有发现任何的地外生命,但是科学家猜测,宇宙生命诞生的机制有一定的共同,地球生命离不开这种元素,那么其它的外星生命可能也离不开它们,尤其是像人类一样的智慧生命。

事实上,元素周表上的大部分重元素在宇宙中都是非常稀有的存在,而生命的诞生和进化演化离不开这些重元素,人类的身体有60多种元素构成,相信高等级的外星智慧生命身体所需要的元素也是非常多的。再加上锂、铍和硼在宇宙中稀缺性,我们可以预知,生命在宇宙中可能非常稀有,尤其是智慧生命在宇宙中可能更是少到极致。

正是由于生命在宇宙中非常稀有,所以我们才很难发现外星生命。有可能在浩瀚的银河系中,只有人类这一个文明也不是没有可能,甚至有一些极端的科学家猜测,我们的宇宙有可能只有人类这一个智慧文明。

我们对宇宙的认知越多,越会感到人类有可能真的非常孤独。如果银河系或者更广阔的星空范围内只有人类这一个文明,那我们要搜寻到外星文明,可能只有等到什么时候成为了强大的星际文明才有希望。那个时候,我们就可以前往各个星际探索,搜寻生命,搞清楚生命在宇宙到底是什么情况?

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