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為什么宇宙中最多的元素是氫和氦

時間: 書之意2 為什么

  宇宙浩瀚無際,廣袤無垠,一望無際茫無邊,風景非常的有特色,非常的美。但不管你向什么方向觀測,都會發現星際介質中氫元素大致占3/4,氦約占1/4,為什么宇宙中最多的元素是氫和氦,其中的原因是什么呢?,下面就小編來給大家解答一下疑惑吧。

  大爆炸宇宙論的奠基人伽莫夫解開了這個謎題。原來,宇宙大爆炸剛開始幾秒鐘之內,宇宙中充滿了光子、電子、質子、中子等基本粒子。那時宇宙的溫度超過100億開,在正負電子和中微子媒介下,質子和中子處于熱平衡的狀態,不斷地互相轉變為對方,它們的數量比隨宇宙的溫度而變化。但是當溫度下降到100億開以下時,正負電子發生湮滅而大量消失,致使質子和中子失去熱平衡,不再相互轉變,結果它們的數量也就始終維持在宇宙溫度為100億開時的比例上,中子與質子的數量比大約為1:7。當大爆炸發生3分鐘左右,宇宙溫度下降到10億開時,質子和中子開始聚變成氘核,并發生進一步聚變,最終形成穩定的氦核,以及極少量的鋰、鈹等輕元素。因為中子的數量少于質子,所以當聚變反應將中子全用完后,氦核的合成過程也告結束。這個反應的發生時間為宇宙大爆炸之后3分鐘到1小時。反應結束后還剩下大量的質子,也就是氫核。考慮到每生成一個氦核要消耗2個質子和2個中子,簡單的計算就可得出,反應結束后氦的豐度為1/4,氫的豐度為3/4。這就是今天在宇宙中看到的兩種主要元素的豐度。

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