年纪轻轻的你,身体里的原子却有几十亿岁了

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不停以来,各个时代都有许多人会思索一个终极的题目:人从那里来?

这个题目现在看来依然无解,生物学的观点以为:

人是生物演化的结果。

如果我们仔细想一想,就会追问这么一个题目:

第一个生物是从那里来?

说白了,这实在就是在问生命的起源,现在科学家的主流假说是:海底热泉口假说RNA天下假说

年纪轻轻的你,身材里的原子却有几十亿岁了

这里的两个假说固然都有科学依据,但并不是那么让人所佩服,缘故起因在于并不存在特别过硬的证据链。如果我们还继续追问,

那构成生命的元素是从那里来?

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实际上,现在这个题目基本上大部分都已经被解决了,我们可以直接给出结果:构成人体的各种元向来自于星辰大海。那毕竟是咋回事呢?

今天,我们就来聊一聊这个话题:

宇宙大爆炸

如果你翻开一张元素周期表,你就会发现氢和氦是最靠前的两种元素。

年纪轻轻的你,身材里的原子却有几十亿岁了

氢原子的原子核内有一个质子,原子核外有个电子。

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而比力常见的氦的原子核是由两个质子和两个中子构成的,原子核外是2个电子。也就是下图中最右边的原子。我们会发现,原子核无外乎就是中子和质子的组合,而质子数代表了原子序数,也就是在元素周期表的具体位置。

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其中,氢是我们人体必须的元素,它泉源于大宇宙大爆炸

话说,在距今138亿年前,宇宙起源于一场大爆炸。

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在大爆炸初期,出现了许多亚原子粒子,比如:夸克,电子等。厥后随着宇宙的膨胀和温度的降落,三个夸克构成了质子或者中子。但是此时的宇宙温度依然很高,还无法形成完整的原子结构,不停到宇宙38万岁时,温度降到了2700℃,质子和中子构成的原子核与电子一起构成了原子。而此时的宇宙大多数的原子是氢原子和氦原子。

年纪轻轻的你,身材里的原子却有几十亿岁了

因此,我们说人体所必须的氢元向来自于宇宙大爆炸。实在想一想也挺有意思的,固然人的寿命很少能过百,但是我们身材里的氢原子却已经138亿岁了。

元素炼丹炉:恒星

除了氢元素之外,元素周期表内另有许多许多元素,那它们又是咋来的呢?

这就要说到宇宙中最常见到的天体:恒星

按照现在主流的观点,也就是星云假说恒星起源于星云物质的引力坍缩

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恒星内核在引力的作用下,压力和温度都开始飙升,当达到肯定温度时,就可以点燃恒星。如果我们把恒星当作是一个炉子,那它的燃料就是原子核,炉渣就是原子序数更大的原子核。比如,最早被点燃的是氢核聚变,燃料是氢原子核,而炉渣是氦原子核。

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如果恒星的质量足够大,还能继续引发氦原子核的核聚变反应,天生碳原子核和氧原子核。

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同样的,如果恒星的质量还足够大,还会继续点燃碳原子核和氧原子核的核聚变反应,就如许沿着元素周期表就一步步地核聚变下去。

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以是,恒星是一个炉子没错,可它偏偏是一个元素的炼丹炉。

但这并不是说所有的元素都是这么来的,在铁之前包罗铁在内的元素大多都是这么来的

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铁原子核

为什么单拎出铁元素呢?这是因为铁是一朵奇葩,在铁之前的元素原子核都有聚变的倾向,至少说聚变过程是可以释放出大量能量的,而铁之后的元素则是有裂变的倾向。说白了,就是元素原子核都喜欢靠铁元素上靠。这是因为在原子核层面,铁原子核是最稳固的。

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而要引发铁发生核聚变反应实在需要消耗大量的能量才行,同时释放出的能量要比消耗的少,也就是说,让铁核聚变是一笔赔本交易

超新星爆炸

但有一些恒星质量特别大,大概是10倍太阳质量以上,它们在演化的末尾,在引力作用下内核的温度特别高,足以引发铁的核聚变反应。这个时间,光子会冲进铁原子核内,把原子核击碎,释放出自由的质子和中子,质子和电子发生反应天生中子和中微子,然后在引力的作用下,内核继续坍缩,终极要么形成一个中子星,要么形成一个黑洞。但这个在这个过程最刺激的是会发生IIa型超新星爆炸,这种超新星爆炸堪比星系的亮度。

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在整个过程中,会产生大量的原子序数较大的元素,其中还包罗不少原子序数大于铁元素的元素原子。

除了这一类超新星爆炸,另有一种叫做Ia型超新星爆炸。这个情况就比力特别,需要一颗白矮星身边另有一颗伴星,但伴星发展到红巨星时,矮行星就有大概会吃掉这颗红巨星,同时引爆Ia型超新星爆炸,也会产生一些原子序数较大的元素原子。

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中子星合并

当然,以上这些还没有包含全部,就比如说,金元素是许多人关心的,它的泉源就不仅仅是超新星爆炸。根据一些最新的研究和观测表面。金元素等高顺位的元素原子的泉源不仅仅是超新星爆炸这么简朴。

我们都知道,IIa型超新星爆炸之后,恒星留下的是中子星或者黑洞。

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其中,中子星之间的合并,也会产生大量的高顺位的元素原子。有许多有数的金属元素,比如:铂和金等,大部分都是通过中子星合并得到的。

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但由于中子星合并是极为稀有的,以是,这些金属元素的含量才非常少,物以稀为贵,这直接导致了这些金属代价变得很昂贵。除了这几种方式,另有宇宙射线裂变等,但含量都比力少,在这里就不赘述了。

你身材的原子都上亿岁了

从上文的论述中,我们不难发现,我们身材里的氢是宇宙早期的产物,都上百亿岁了。而铁之前的元素,有相称一部分是来自于恒星内部的核聚变反应,铁之后的元向来自于超新星爆炸和中子星合并。由于太阳系在46亿年前形成的,因此,这些元素原子至少也有46亿岁了。当然,也不排除有早期宇宙的恒星演化的产物,那么这部分就有100多亿岁了。

年纪轻轻的你,身材里的原子却有几十亿岁了

试想一下,如果宇宙中存在外星人,很有大概他身上的元素和你身上的元素曾经是同一个恒星的内核里一起形成的,是不是很刺激?而且某种程度上,我们每一个人都是已往许多恒星的心脏(内核)。


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