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地球上的元素是怎么产生的

发布网友 发布时间:2022-05-16 08:40

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热心网友 时间:2023-10-17 01:07

按照宇宙大爆炸理论,我们的宇宙在刚刚形成时,其中的物质只有大约75%的氢和大约25%的氦,没有其他元素.所有其他元素(及其同位素)都是在恒星中形成的.
氢和氦形成恒星后,中心的高温、高压会引发核聚变反应,先是由氢聚变成氦,再由氦聚变成碳.在这个过程中,氦也可以与氢发生聚变,形成其他的元素,如铍、硼、氧、氖等.
在小质量恒星中(如太阳),到这一步时,恒星中的核聚变反应就停止了,恒星富含氢和氦的外层膨胀,含重元素(天文学中,把除氢和氦以外的所有元素都叫重元素)多的内核收缩,成为一颗红巨星.然后,恒星的外层气体在膨胀中渐渐消失了,只剩下中心的恒星核,叫白矮星.然后白矮星因为没有能量补充,会逐渐变冷,最后是黑矮星.一颗恒星的生命就结束了.
对于大质量恒星,聚变反应到碳时还不会结束,还会继续下去.从氢到氦的各种元素都会发生程度不同、种类不同的聚变反应,能生成从氦一直到铁的各种元素和它们的同位素.但聚变反应到生成铁时,也进行不下去了.因为铁是所有元素中原子核内能最低的元素.不论是让铁原子核质量继续增加还是减少,都必须给铁原子核提供大量的能量.但在恒星内部,这样多的能量是不存在的.于是,恒星内部的核聚变反应就停止了.
恒星是依靠核聚变反应产生的向外的辐射压,与向内的引力相平衡而保持稳定的.一旦恒星内部核聚变反应停止,向外的辐射压没有了,向内的引力就会把所有物质都向内拉.结果是外层物质以自由落体的方式砸向恒星核.但此时的恒星核是个无比巨大的铁球,已经无法再压缩了.在外层物质与核心的碰撞下,一部分物质在碰撞动能的作用下,把氢核、氦核等小质量原子核撞进铁核,形成了从27号元素钴到92号元素铀的各种超重元素.而绝大部分物质会被以铁构成的恒星核反弹回去,整个恒星发生了内爆,从内向外被炸开了.这就是超新星爆发.
在超新星爆发中,由于巨大的压力和极高的密度、温度,在恒星核中还会形成许多种比铁重的元素,如金、银、铅、汞、铜.等,一直到铀.这些元素形成的量很少,其中一部分会随着超新星爆发而扩散到宇宙空间中去,与星际物质共同构成下一代恒星和抛围绕恒星运行的行星.我们地球上的金、银、铅、汞、铜.铀等重元素就是这么来的.而太阳系中所有的行星都是同时诞生于同一团星际气体云,所以,地球上有的元素,在别的行星上也有.
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