我们生活的物质世界,由众多的元素组成。比如在我们的地球上,氧和硅是含量最高的,地球地壳中48%的成分都是氧元素,第二名硅元素的含量也超过了26%。仅仅这两种元素加起来,就要占到地球地壳总质量的75%!
那么在宇宙当中,元素的分配又是怎样的呢?天文学家的观察结果,让人颇为惊奇。在茫茫宇宙当中,有75%的成分都是氢元素,氦元素的含量则约为24%,宇宙中其他元素加起来,都不到全宇宙质量的1%。
宇宙中含有这么多氧元素和氦元素,其实跟宇宙大爆炸理论有直接而深刻的联系。当年提出宇宙大爆炸的学者,其实并不知道宇宙元素的组成,但却按照大爆炸理论提出了精确的预测,这也成为了宇宙大爆炸理论的一个关键证据。
大概在距今138亿年前,宇宙从原始的“奇点”向外暴涨,一开始的温度无限高,密度无限高,随着时间和空间的拓展,宇宙的温度和密度才逐渐下降。科学家推断,大爆炸发生后的10秒,宇宙温度下降到30亿摄氏度,这种情况下质子和中子开始结合,形成了相对稳定的氦元素,而自由质子和自由电子则组合在一起,形成了氢元素。
在恒星内部,始终在进行着核聚变反应,也就是氢元素转化为氦元素的过程,但到现在,氢元素依然是宇宙元素占比最高的物质。这或许是气态星球的专利,以我们地球这样的固态星球为例,我们地球上的氢元素占比只有0.75%,氦元素的占比就更少了。
地球引力对氢元素和氦元素的束缚能力太差,导致它们都逃出了大气层。