元素周期表中的元素是如何产生的(地球上的物质怎么来的)

我们生存在一个物质的世界,在我们眼里的各种东西,事物都是由各种元素构成的。不同的事物构成的元素种类也不同,有的物质只有两种元素构成,而有的物质则多达数十种元素构成,生命是自然界的神奇所在,构成它的元素种类也是比较多的,例如:人体内含有的元素就高达60多种。

众多的元素构成了各种物质,而各种物质又构成了这个复杂的世界,复杂的宇宙,那么在浩瀚的宇宙中又有多少种元素?它们又是如何来的?相信很多朋友都知道元素周期表,这是科学家对宇宙中存在的元素进行的一个排列。

元素周期表中的元素是如何产生的(地球上的物质怎么来的)

在元素周期表中,一共有118种元素,除了少数几个是人造元素之外,大部分都是宇宙演化而来,那么宇宙又是如何演化出这些元素的?要揭开这个谜团,我们就需要从宇宙的起源说起。

根据目前的科学研究认为,宇宙起源于一场奇点大爆炸,而这个奇点是一个体积无限小,质量无限大的能量团,宇宙的一切起源就来源于这个能量团。在138亿年前,奇点这个能量团发生了大爆炸,大量的能量释放出来形成了最初的宇宙。

元素周期表中的元素是如何产生的(地球上的物质怎么来的)

根据质能方程式,能量和物质之间是可以相互转化的,刚刚诞生的宇宙,热量,能量太高了,聚集在一个狭小的范围内。超高的压力和温度,随着宇宙的不断降温,能量也在不断转化为最初的原始物质氢和氦。、

氢是宇宙大爆炸之后最先由能量演化而来的元素物质,然后是氦元素,这两种元素占据了主流,是宇宙中最多的元素。氢和氦的聚集形成了最初的恒星,它们是宇宙中第一批恒星,基本都是大质量恒星,寿命非常短,只有数千万年左右。

元素周期表中的元素是如何产生的(地球上的物质怎么来的)

恒星在宇宙物质演化中发挥了重要的作用,它是宇宙中除了氢,氦之外元素的主要起源。恒星就是一个核聚变反应堆,大量的氢元素先是聚变为氦元素,然后氦元素又不断聚变,产生更重的元素,那么宇宙中的上百种元素都是由恒星的核聚变产生的吗?当然不是。

事实上,恒星的核聚变到达铁元素之后就无法继续下去了,比铁更重的元素想要产生,还需要其他的途径,而这些途径也跟恒星有着密切的关系。恒星内部的热量和压力只允许氢元素聚变到铁元素为止,这个时候,恒星内部的稳定性就会变得越来越差,最外层的物质会不断脱离,恒星不断膨胀,体积会变得越来越大,最终外层物质脱离,内核根据质量的不同,会演化为白矮星,中子星,黑洞。

元素周期表中的元素是如何产生的(地球上的物质怎么来的)

、大质量的恒星演化到末期的时候,会发生一场剧烈的大爆炸,我们称之为超新星爆发,超新星爆发产生的能量非常大,可以让铁元素继续聚变下去,产生其他的重元素。这是除了铁元素之外,更重元素的主要来源,每一个大质量恒星的超新星爆发,都会给宇宙增添更多的重元素。

除了超新星爆发之外,一些极端的宇宙现象和天体演化,同样也能产生各种重元素,例如:中子星的碰撞。那么宇宙中的元素只有人类目前发现的118种吗?当然不是,目前的118种元素只是以人类目前的科技实力能够发现的元素种类,而在浩瀚的宇宙中,必然还存在着很多我们还没有发现的元素。

元素周期表中的元素是如何产生的(地球上的物质怎么来的)

在目前的宇宙学中,宇宙的物质分为两种,一种是可见物质,一种是不可见物质,可见物质就是我们能够看到或者监测到的元素,而不可见物质就是以人类目前的科技手段无法观测到的元素,例如:暗能量和暗物质。

科学家通过对宇宙的不断深入观测发现,可见物质在宇宙这个世界里只占很小一部分,更多的还是看不到的暗物质和暗能量。虽然暗物质和暗能量目前只是理论上的存在,也没有真正找到它们,但是众多的宇宙现象都从侧面证明了它们的存在,科学家要发现它们,也只是时间问题。

元素周期表中的元素是如何产生的(地球上的物质怎么来的)

组成暗物质和暗能量的元素是不是目前的118种以内的?这个很难说,更多的科学家认为,暗物质和暗能量是由我们还没有发现的宇宙元素构成的。除了暗物质和暗能量之外,宇宙中可能还存在着超出我们认知的一些元素,例如:上帝粒子。

我们观测研究宇宙,范围也是非常有限的,即使是依靠射电望远镜,能够观测的宇宙范围也不过才930亿光年,这就是我们所知的可观测宇宙范围。之所以有可观测范围的限制,主要是宇宙在加速膨胀,更遥远的空间由于光线永远无法抵达地球,我们就无法观测赋予可观测宇宙之外的空间是什么样子。

元素周期表中的元素是如何产生的(地球上的物质怎么来的)

当然,随着人类科技的进步,我们能够走出太阳系,走向星际空间,那个时候,人类的可观测宇宙范围也会不断扩大,能够了解到更多的宇宙信息,从而发现一些新的元素。

恒星是宇宙物质的主要生产机器,它能够演化出在我们认知里的118种元素,可是浩瀚的宇宙中,恒星只是一部分,还有更多未知神秘的事物存在,而我们还不了解的那些未知事物和现象,就有可能演化出我们不知道的未知物质。

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