我們都對元素周期表很熟悉,它們都是自然界物質(zhì)的基本種類,目前共有118種元素被發(fā)現(xiàn),其中有94種被認為存在于地球自然界中。但是從95號元素以上,這些元素就基本只能靠人工合成了。 每一種元素都代表了一種原子,其內(nèi)部的質(zhì)子、中子、電子數(shù)和其他元素都是不一樣的,它們都體現(xiàn)為金屬或非金屬性質(zhì),大都能與其他元素發(fā)生化合反應形成某種物質(zhì)。 宇宙中最多的元素是氫元素,占到了宇宙物質(zhì)總量的90%以上,而且它也是宇宙中最原始的元素,產(chǎn)生于宇宙大爆炸之后,宇宙中所有的氫元素都是宇宙大爆炸所創(chuàng)造的,因為制造氫元素或至少需要2萬億攝氏度的高溫,除了宇宙大爆炸之外,其他的天文現(xiàn)象基本都不能達到如此之高的溫度。 那么氫元素之外的元素又是怎樣形成的呢?除了部分氦元素和鋰元素等同樣產(chǎn)生宇宙大爆炸之外,其他元素大部分都是恒星在核聚變和超新星爆發(fā)時合成的。 比如我們的太陽在形成后一直到今天,內(nèi)部的核聚變一直燃燒的都是氫元素,在50~70億年之后,它會發(fā)生氦閃現(xiàn)象,接著的核聚變就開始燃燒氦元素,并產(chǎn)生鋰、鈹、硼、碳、氮等元素,接著開始燃燒部分碳元素,一般認為太陽燃燒到碳和氧元素的時候就不再進行核聚變了,只后的太陽會漸漸熄滅,形成一顆白矮星。在太陽的一生核聚變過程中,也就創(chuàng)造了上述這些元素。 那些比太陽質(zhì)量更大的恒星則會繼續(xù)核聚變?nèi)紵氯ィ稍刂芷诒砩细呒壍脑?,不過當恒星內(nèi)部開始合成鐵元素的時候,它就會發(fā)生超新星爆發(fā)了,這是因為鐵元素形成的時候不會釋放能量,而是會吸收能量,這個時候恒星內(nèi)部的輻射壓會消失,恒星外部巨量的物質(zhì)會迅速向中心坍縮,將核心擠壓成中子星,而在這一過程中也會有巨量的能放能量釋放出來,在一瞬間合成元素周期表上鐵元素以上的多種元素,最大質(zhì)量的恒星能合成到94號元素钚。 一般認為第95號元素镅在自然界中是不存在的,它是通過人工用中子轟擊钚239時形成的,所以是一種人造元素,但是我們也并不能排除恒星超新星爆發(fā)等情況下就真的不能合成這種元素。 不過比95號元素镅更高級的一些元素,直到118號元素Og,在自然界中就的確很難再形成了,118號元素Og原子量為297,是已知最重的元素,然而它被認為是一種氣體元素,而且十分不穩(wěn)定,半衰期為12毫秒(約百分之一秒),但化學性質(zhì)很不活潑,類似于一些惰性氣體。 我們甚至可以認為,在地球之外的宇宙中,很可能只有94種元素??茖W家們對95號及以上元素的發(fā)現(xiàn)也基本都是通過人工合成的方式造出來的,有些元素的人工制造方式極其復雜,在自然界中不可能自然形成,即便是超新星爆發(fā)、中子星合并,乃至黑洞的吸積盤中都很難形成,不得不說我們?nèi)祟愄芨闪?,科技的進步創(chuàng)造了很多自然界也不存在的事物,因此有理由認為我們地球上的元素很可能是整個宇宙中最多的地方,當然這樣的說法有一個前提,就是假如不存在比我們更高級的外星文明的話。 |
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