简述宇宙中元素的来源?说明地球上众多的元素是从哪里来的?
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/07 22:51:28
简述宇宙中元素的来源?说明地球上众多的元素是从哪里来的?
简述宇宙中元素的来源?说明地球上众多的元素是从哪里来的?
简述宇宙中元素的来源?说明地球上众多的元素是从哪里来的?
大爆炸奇点处是所有物理定律失效的时候.在量子理论中,粒子可以以粒子-反粒子对的形式由能量中创生出来.宇宙中的物质由正能量构成的.所有物质都由引力相互吸引.两块互相靠近的物质比两块分得很开的物质具有更少的能量,因为你必须消耗能量去克服把它们拉在一起的引力而将其分开.这样,在一定意义上,引力场具有负能量.在空间上大致一体的宇宙的情形中,这个负的引力能刚好抵消了物质所代表的正能量,所以宇宙的总能量为0(《时间简史》第八章原文).
所以,宇宙从一开始就是符合质能守恒的,氢核和氦核通过核聚变最终成为铁核,宇宙会慢慢向重元素转化,但是并不会终结于最重的元素.这是因为其间有一个非常特殊的元素——铁元素的存在.
核聚变将轻元素转化为重元素的过程中释放能量发光放热,其中氢元素聚变时释放出的能量最多,随着原子质量的增加,聚变效率越来越小,而铁元素是一个临界点,铁元素聚变时,需要的能量与释放的能量相等,而铁元素以后的重元素聚变时反而要吸收能量,这样一来恒星就会逐渐走向灭亡了.
另外,不仅仅是放射性元素会衰变,实际上所有的元素都会衰变,只不过需要的时间你没有办法用地球上时间来估计.重元素衰变刚好相反,要放能量,元素越重,放出能量越多,而铁又是一个临界点.所以无论是聚变还是裂变,其趋向都是铁元素,铁在元素周期表中处在一个非常特殊的位置.
但质子和中子在游离状态中同样会受到强核力作用聚合在一起形成更重的核.重核又会在α衰变和β衰变中分解较小的核,所以最重的核反而是最不稳定的.甚至在地球上,92号之后的天然元素几乎都灭绝了.
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根据大爆炸理论原来只有氢核其他都是聚变产生的
“大多数天文学家都认为,宇宙扩张的现象只可能是一个原因造成的。那就是:在大约一百五十亿年以前,宇宙间所有的物质都集中在一个比较小的范围内。由于物质密度极高,再加上重力的作用,使得这些物质温度高得吓人。温度日趋上升的结果,这一团紧密的物质终于爆炸了。我们称这个现象为‘宇宙大爆炸’。”
“挺吓人的。”
“宇宙大爆炸使得宇宙中所有的物质都向四面扩散。当这些物质碎片逐渐冷却...
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“大多数天文学家都认为,宇宙扩张的现象只可能是一个原因造成的。那就是:在大约一百五十亿年以前,宇宙间所有的物质都集中在一个比较小的范围内。由于物质密度极高,再加上重力的作用,使得这些物质温度高得吓人。温度日趋上升的结果,这一团紧密的物质终于爆炸了。我们称这个现象为‘宇宙大爆炸’。”
“挺吓人的。”
“宇宙大爆炸使得宇宙中所有的物质都向四面扩散。当这些物质碎片逐渐冷却后,就形成各个星球、银河系、卫星与行星……”
“你不是说宇宙还在继续扩张吗?”
“是的。而它扩张的理由正是由于一百多亿年前的这次大爆炸。因此目前宇宙各星球并没有固定不变的位置,宇宙仍然在形成中。它是一次爆炸后的产物。各银河目前仍继续以极高的速度向宇宙的四面飞散。”
“它们会永远这样下去吗?”
“有可能,但还有另外一个可能性。你还记得艾伯特告诉过苏菲有两种力量使行星一直在固定的轨道上围绕恒星运行吗?”
“是不是引力和惯性?”
“对,同样的道理也适用于各银河系。因为即使宇宙仍继续扩张,引力的作用却刚好相反。也许几十亿年后有一天,当大爆炸的力量逐渐减弱后,重力会使得各星球重新凝聚,然后就会发生一种‘反爆炸’的现象,也就是所谓的‘内破裂’。不过,由于各银河系之间的距离过于遥远,所以情况会变得像是电影的慢动作,就像你把一个气球里的空气放掉以后的现象。”
“那这些银河系会不会再度聚拢成一个紧密的核心呢?”
“没错,你说对了。但到时候会发生什么事呢?”
“又会有一次大爆炸,而宇宙也会再度开始扩张,因为到时同样的自然法则又会发生作用。所以会形成新的星球和新的银河系。”
未来的宇宙“说得好。关于宇宙的未来,天文学家认为有两种可能。要不就是宇宙一直扩张下去,使得各银河系间的距离愈来愈远。要不就是宇宙会开始再度收缩。究竟会发生哪一种现象,要看宇宙有多重、多大而定。而这点天文学家目前还无法得知。”
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都是从氢原子开始的,经过核聚变什么的,形成其他元素。具体太深奥了,没法说。