地球上那么多元素都是怎么来的?地球诞生前就有?

地球上那么多元素都是怎么来的?地球诞生前就有?,第1张

其实我们要说的是,首先诞生的是元素,然后才有地球。有没有毁了你的三观?而且更关键的是不管有没有诞生地球,这些元素都将会存在!

首先来了解下元素和元素之间有什么区别,我们都知道元素都是有原子组成的,不同的元素有不同的原子,而原子则是有电子和原子核组成,而原子核内则有中子和质子两种!

介绍元素属性的话,到中子和质子就可以了。决定元素属类别的是质子数,中子数的不同则表示这种元素的同位素。听上去似乎很简单,就像橡皮泥一样将它们粘合在一起就构成了不同的与元素,但其实如果要实现不同的质子数和中子数结合,这堪比登天!当然这对万能的宇宙来说算啥事啊,不过是一次大爆炸的事而已。

宇宙大爆炸能合成的元素

宇宙大爆炸模型是当前比较能贴近观测的宇宙诞生模型,这从微波背景辐射以及宇宙膨胀与宇宙原初元素的丰度获得佐证,在更合适的模型出现之前,我们以此依据展开讨论。

元素诞生之前的事咱就不说了,以下从大爆炸开始说起:

10^-6S时,夸克和胶子在强作用力下结合成质子和中子等重子族

温度逐渐降低,在10亿K时,少数质子与中子结合,形成氢、氦以及锂的原子核(这就是太初聚变过程),此时仍然是原子核,还不能构成原子,而且还与更多的质子(氢原子核)仍然还在等宇宙的温度降低与电子结合形成氢原子。

379万年后,宇宙温度下降到电子和和原子核形成氢原子、氦原子与锂原子。宇宙也膨胀到足够大,一锅粥似的的浓汤也逐渐清朗,光子冲破重重迷雾得以在宇宙中欢快的奔跑。当然我们现在还能看到它,而这就是大爆炸的那束光,被宇宙膨胀红移到了微波波段的宇宙微波背景辐射。

大爆炸能产生的元素就是氢元素、氦元素以及少量的锂元素。

恒星能合成的元素

宇宙微波背景辐射在全向分布上是均匀的,但据普朗克卫星观测发现,仍然存在约十万分之一的差异,当然宇宙在大爆发生时如果100%均匀的话,那么我们的宇宙甚至到现在仍然还处在一片黑暗之中,因为均匀分布的宇宙无法诞生恒星!

从大爆炸到宇宙膨胀,再到1989年COBE卫星发射获得的低分辨率微波辐射,再到普朗克的高分辨率微波辐射照片,当然天文学家总是极尽夸张之能事,那是万分之一的差异给渲染得灯红酒绿。

无论如何,恒星诞生了,开始一路生产元素之旅,质子链的反应从氕到氘,再从氘和氕聚变成氦三,再从氦三聚变成氦四,再到碳、氧、氖、镁、硅、硫、钙一路到铁,那么这些元素都是这么变出来的呢?

质子的数量就决定元素的类别,比如两个质子的是氦,三个质子的锂,四个质子的铍,五个质子的硼,六个质子的是碳,7颗质子的是氧但元素却不是质子质子数的堆积,因为两个质子要克服库伦势垒的难度极大,因此中子就很有必要了,比如在最初的氕氕聚变时就是一颗质子转变成了中子,变成氘,有了电中性的中子调和,聚变结合能往后就顺畅多了。

看起来这犹如砌砖一样简单的过程,对于人类来说难如登天,但这也不是所有恒星都具备,比如太阳就只能到达碳元素和氧元素级别,而7-10倍太阳质量以上的恒星则可以演化到铁元素,我们从元素的比结合能知道,铁之前的元素聚变是可以释放能量的,但从铁元素之后的聚变,还需要吸收能量,因此在恒星正常燃烧的阶段内是不可能产生了。此时产生重元素的路子还有一条:慢中子俘获(S过程)

此时的恒星内部会有极强的中子辐射,因此这些轻元素的原子核就有可能会俘获到中子,但中子过多会有一个问题,它会发生β衰变,放出一个电子和中微子,变成一个质子,我们会发现这个原子核的质子就有可能一个个累积起来!那么效率如何呢?

中子俘获后又衰变的过程

慢中子俘获的效率极低,因此对于生产新元素来说,慢中子俘获并不是一个有效途径,而是一个聊胜于无的途径,红巨星内核中比铁更重的钴、镍、铜、锌就是这么来的。但此时恒星内核再无能量输出,铁核坍缩即将超新星爆发。

超新星合成的元素

前文说了铁核后面的元素需要吸收能量才能诞生出新的元素,而铁就是分水岭,如下图,这就是元素的比结合能表。

因此这些重元素只能在超新星爆发的巨大能量中产生,而超新星中诞生别铁更重元素的有效手段是:快中子俘获(R过程)

超新星爆发时会产生密度极高的中子流,甚至100万亿亿个/立方厘米/秒,在如此天文上数字般的的中子撞击下,重原子核犹如糯米团掉到了芝麻堆里,而过多的中子又会不稳定快速β衰变,变成如铱、锇、铂、金等贵重金属元素,像生产的流水线一样被大量生产出来。

中子星和并能合成的元素

超新星爆发后恒星重元素所在的内核质量大部分坍缩成了中子星,因此从过程看超新星爆发生产的重元素是比较有限的,而大量的重元素比如金元素等则主要通过中子星合并等极端天文事件产生。

中子星物质被中子星引力束缚是非常稳定的,但在两颗中子星碰撞后将会失去这个稳定性,中子会通过β衰变成质子,并伴随着中微子辐射和γ射线,而在这个过程中,中子星碎块会衰变成各种元素,这取决于衰变到那个质子数时即产生稳定的元素原子核质子数与中子数组合,而这个结果一般就是偏向于重元素,一般认为75号以上的元素大都来自中子星合并,比如放射性元素铀。

黑洞和并

从来没有听说过黑洞合并还能产生元素,一个黑洞一毛不拔,两个黑洞更是一毛不拔,是不可能产生元素的,不过黑洞在合并不过程中的超级伽玛射线暴却有可能促成大气层中生成新的化合物。

伽玛射线暴的的单光子能量超过太阳光的几十万倍,轰击大气高层的臭氧,直接解离臭氧分子,与大气中的氮结合成二氧化氮,一种棕红色刺鼻且有毒的气体,失去臭氧层的地球会遭受波长极短的高能紫外线照射,这是伽玛射线暴对地球影响的第一波,高能的伽玛射线也有可能直达地面破坏生物DNA,这是第二波(影响速度上来看这才是第一波),因此黑洞合并会间接给地球制造出麻烦的化合物,继而影响地球生命。

还有比92号以上更高的元素吗?

更高质子数的元素,比如92号以上,都是人工制造的元素,但这些元素是极不稳定的,很快就会衰变成其他元素。比如U-238)衰变过程U(铀)-238 → Th(钍)-234 → Pa(镤)-234 → U(铀)-234 → Th(钍)-230一直到Pb(铅)-206,不过U-238的半衰期高达4468亿年,而92号以上的比如93号元素的镎的半衰期只有2145万年,而118号元素的半衰期12毫秒,小于肉眼反应时间。

超铀元素列表,上面的很多字各位会念不?

地球是怎么诞生的?

康德-拉普拉斯星云说在200多年前就解释了太阳系诞生的秘密,而对邻近银河系内金牛座以及猎户座星云的观测也证明这种说法。因此太阳系在46亿年前诞生于奥尔特云这个假设具有极高的可信度!

奥尔特云也许受到一次邻近超新星爆发的影响,导致其满足金斯不稳定性而开始坍缩,从形成博克球状体到内部诞生恒星星核,星云扁平化,在盘面上形成了行星诞生的星核,而中心继续诞生原恒星,当恒星开始发光,将周围的比较轻的分子云驱赶到了小行星带的外围,而比较重的物质则留在了内行星轨道,这也是内行星都是岩石质行星,木星等行星长成气态巨无霸的主要原因。

地球上的元素完全继承于上一次超新星爆发,理论上来看超新星爆发并不会诞生太多的重元素,而地球上的元素结构也大致符合这个规律,假如奥尔特云形成于中子星合并的星云的话,它将不可太可能诞生出恒星,因为氢元素含量太低,而且由于重元素比例过高,即使诞生星系也很难形成生命。所以鱼和熊掌不可兼得哦,黄金和生命只能二选一。

1发射星云

发射星云是受到附近炽热光量的恒星激发而发光的,这些恒星所发出的紫外线会电离星云内的氢气(HⅡ regions),令它们发光。在天空中有很多为人熟悉的发射星云,如M42猎户座大星云,其目视星等为4等,肉眼可见。它距离我们1600光年,而直径为30光年。利用小口径望远镜已能轻易观测得到气状的情况以及位于其中心部分的四合星(利用大口径望远镜可看到六颗),这四合星是在猎户座大星云中心形成的。

2反射星云

反射星云与呈红色的发射星云不同,反射星云是靠反射附近恒星的光线而发光的,呈蓝色。反射星云的光度较暗弱,较容易观测到的例子是围绕著金牛座M45七姊妹星团(昴星团)的反射星云,在透明度高及无月的晚上,利用望远镜便可看到整个星团是被淡蓝色的星云包裹著的。

3暗星云

明亮的弥漫星云之所以明亮,是因为有一颗或几颗亮恒星的照耀。如果气体尘埃星云附近没有亮星,则星云将是黑暗的,即为暗星云。暗星云由于它既不发光,也没有光供它反射,但是将吸收和散射来自它后面的光线,因此可以在恒星密集的银河中以及明亮的弥漫星云的衬托下发现。和亮星云没有本质差别。著名的几个暗星云如南天的煤袋星云和北天猎户座里的马头星云(B33)。马头星云更被业余的天文同好视为目视深空天体观测之终极。

4超新星遗迹

超新星遗迹也是一类与弥漫星云性质完全不同的星云,它们是超新星爆发后抛出的气体形成的。与行星状星云一样,这类星云的体积也在膨胀之中,最后也趋于消散。

最有名超新星遗迹是金星座中的蟹状星云。它是由一颗在1054年爆发的银河系内的超新星留下的遗迹。在这个星云中央已发现有一颗中子星,但因为中子星体积非常小,用光学望远镜不能看到。它是因为它有脉冲式的无线电波辐射而发现的,并在理论上确定为中子星。

5弥漫星云

弥漫星云正如它的名称一样,没有明显的边界,常常呈现为不规则的形状,犹如天空中的云彩,但是它们一般都得使用望远镜才能观测到,很多只有用天体照相机作长时间曝光才能显示出它们的美貌。它们的直径在几十光年左右,密度平均为每立方厘米10-100个原子(事实上这比实验室里得到的真空要低得多)。它们主要分布在银道面(HOTKEY)附近。比较著名的弥漫星云有猎户座大星云、马头星云等。弥漫星云是星际介质集中在一颗或几颗亮星周围而造成的亮星云,这些亮星都是形成不久的年青恒星。

6行星状星云

行星状星云呈圆形、扁圆形或环形,有些与大行星很相像,因而得名,但和行星没有任何联系。不是所有行星状星云都是呈圆面的,有些行星状星云的形状十分独特,如位于狐狸座的M27哑铃星云及英仙座中M76小哑铃星云等。

样子有点像吐的烟圈,中心是空的,而且往往有一颗很亮的恒星在行星状星云的中央,称为行星状星云的中央星,是正在演化成白矮星的恒星。中央星不断向外抛射物质,形成星云。可见,行星状星云是恒星晚年演化的结果,它们是如太阳差不多质量的恒星演化到晚期,核反应停止后,走向死亡时的产物。比较著名的有宝瓶座耳轮状星云和天琴座环状星云,这类星云与弥漫星云在性质上完全不同,这类星云的体积处于不断膨胀之中,最后趋于消散。行星状星云的“生命”是十分短暂的,通常这些气壳会在数万年之内便会逐渐消失。

每到送男朋友,男闺蜜,异性好友的礼物,你会不会很苦恼呢?男生往往不会轻易表露出对礼物的喜好,但心里却也渴望着收到礼物的惊喜。

史上最全挑礼物攻略,不管他是上班族,还是在校生,总有一款能送他!共35样推荐,攻略比较长,大家耐心看哦~

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常规类

1 钱包 

2 皮带 

3 围巾、帽子、手套系列 

4 打火机

5 杯子 

6 内裤、袜子 

特别类

1 乐高积木、拼图、模型

有些男生一直到现在还童心未泯喜欢这样的玩具,从星座上来说我认识的比较多的白羊座、双鱼座的男生就喜欢这些小玩具(星座概括不完整,勿喷)。

2 剃须刀、须前油

如果对方是偏文艺的,可以送手动剃须刀。如果是比较懒的孩子建议送电动的(反正像天秤座、狮子座、射手座这样容易出懒人的星座,我建议还是电动的比较好),总体来说,这个礼物还是有点小暧昧的,你都能了解到对方这方面的喜好了,关系已经不简单咯。

3 lamy钢笔

看起来比较俗套,最近一直觉得如果男生还有机会写字画画什么的话,送个钢笔还不错,现代化一点推荐lamy的钢笔,色彩多样,可以根据对方的性格来选择颜色,而且还挺好用的。

4 离子香薰机

有些男生挺不注意自己的生活品质,房间里总是乱哄哄的,会有股汗酸味,而且现代生活节奏快,压力大,我比较推荐送个离子加湿器,然后可以顺便送一瓶精油,每次往里面滴一滴就好,能用一整晚,回家以后感觉特别好,懒人适用。推荐品牌有muji的离子香薰机,设计简洁,没有噪音,但是价格有点小贵,可以去实体店看看。

5 浴巾

经过我长期观察,感觉男生喜欢用正常大小的毛巾洗澡比较多,在家还是很少用浴巾的,让他们感受一下其中的快乐吧,姑娘应该都能明白的。

6 洁面皂

有点小洁癖又很懒的男生很适用(像处女座、射手座、金牛座、双子座这样有点小挑剔的星座男生都好这口)而且专业洁面皂不会看上去像女生用的洗面奶一样特别矫情,用起来男人啊。

7 T恤/衬衫

这种是送起来最实用的,能穿能用,但是挑选款式和尺寸的时候务必对对方很了解,切记按照自己的心意来选,到时候对方不是很喜欢或者不能穿就很尴尬了。选择T恤和衬衫是因为每个男生都会穿,像裤子、外套这样的都比较难判定尺寸什么的,而且价格昂贵,大家懂的。

8 领带/袖扣

如果对方是商务人士,工作环境比较正式,会用到领带,穿法式衬衫这样的话,就可以选择送这两个东西,领带要得体,切记太花哨。袖扣的话看上去很小,但是差异很大,在做工上就差挺多的,千万不要买市面上的地摊货,买的稍微好一点,不然小东西又很劣质送出去挺呆的,而且正式场合也不好用。

9 盆栽

我遇到过一些朋友喜欢绿色植物盆栽这种东西的,而且还不少,如果对方也喜欢可以送一个有新意的小盆栽,可以放在房间也可以放在办公室里看,心情愉悦。但是我当初买过仙人掌,是没有根的,千万不要送很难养活的东西哦,不然对方会很忧伤的。

10 书

这个是我个人很喜欢送的东西,而且根据对方不同时期不同心境可以送不同的书,务必送一些经得起雕琢的书,不要送市面上很泛滥的书,翻一翻就没意思丢一边了,所以在挑选书上面需要花点心思,数量的话也不需要多,1-2本就足够了,不一定要买很贵,装帧很好的书。

11 音乐/**原声碟

基本和书的概念差不多,要挑选一个比较合适的素材,但是现在要去找个正版的碟,或者是限量版的还是要花点心思的,不是找一本书那么容易的。

12 耳机

耳机切忌送很劣质的,伤耳伤脑,根据对方喜欢入耳式、外挂式什么的来选择耳机形式。

13 移动硬盘

这个送起来成本会稍微高一点,不过很实用。如果对方没有的话可以送一个,但感觉大多数男生还是有移动硬盘的啊,大家懂的。

14 酒

葡萄酒、香槟、洋酒什么的其实都是不错的选择,这就看对方的爱好了。当然啦,五粮液什么的,对于年轻人来说还是有点怪怪的呢。

15 床上用品

送给男生的床品建议以素雅,纯色,耐脏一点的色调为主,不要用特女性的眼光去装点对方的房间,毕竟这会在很大程度上影响对方一天的心情和睡觉的感受。我个人很推荐无印良品的那种纯棉的床品,颜色也是我喜欢的。

16 四驱车

年纪不小了,但是对于四驱车的热爱是每个男生永远无法遗忘的梦。17 画笔

如果对方是一个特文艺的青年,又到现在还怀着一颗特安静的心,愿意涂涂画画,写点什么,再或者对方是个设计行业相关人士,送他一套画笔都是不错的选择。

18 模型车

这和四驱车有点类似的理由,但是区别么,你懂的。

19 睡衣

这个就有点小暧昧了,睡衣么也有浴袍和上衣裤子的套装式的,根据男生的喜欢来送吧。但是要注意夏天的时候男生也不太喜欢穿睡衣,冬天睡衣穿起来又挺冷的。所以我个人比较推荐送春秋天的睡衣(总之是长裤),或者干脆就是睡袍来的更方便。

20 游戏耳机

这个还是挺重要的,但是耳机也分很多品种,游戏耳机/音乐耳机请慎重选择,因为高音低音的分辨率会有差别(这事我不是很懂,给不了意见)。还有些男生喜欢酷酷的带着耳机在大街上晃悠,那种你也能想到的吧。

21 Kindle

当初写这篇文章的时候就有想到kindle,但当时还没有进入中国市场,现在亚马逊上有卖了,资源也还相对比较稳定,可以在线上买,就再推荐一下,我看也有挺多人送过Kindle的,这个的确是个不错的选择。

22 运动器械或相关衣物

这一个大类就比较宽泛了,可以是足球篮球,也可以是羽毛球拍(这个对于现代生活的男生比较实用,即使平时不是经常参加运动,送对方一副羽毛球拍,也可以提起对方对于运动的兴趣,然后你们也可以一起去玩,一举多得)。

再另类一些可以送桌球杆(这个我个人比较喜欢,但是至今还没有遇到那么专业的球友),保龄球/高尔夫球杆(这些就有点超过一般人的生活范围了,也挺少有人送的,就这么一说啦)。

当然,你还可以探清他的喜好,送给一件他支持球队的球衣,一双好穿的球鞋等等。

23 帽子

这里说的帽子和前面提到的围巾帽子套装有区别,一般男生比较喜欢棒球帽,可以凹造型,对于买的人来说,也有比较多的选择余地。

24 香水

这个我居然能忘记了,我也很喜欢送香水,但是味道要根据对方的性格和特征来选择,而且很多男生都不喜欢用香水,对使用香水存在偏见,这些问题就靠大家自己来矫正了。

25 电动牙刷

这个绝对贴心又实用,虽然比普通牙刷贵,但是刷一次你就会觉得之前这么多年的牙都白刷了,而且一支也能用很久。这个东西我自己就用的很欢愉,而且每天都会用到,看到就能感受到浓浓的爱意。

26 按摩器

按摩哪里的都有,大家自己想吧~

27 登山户外用品

这个就真的是投其所好了。

28 巧克力

零食总是能获得大家的喜欢,巧克力有很多类型,偏甜偏苦,挑到对方喜欢的口味就好,而且巧克力的包装往往很好看,很适合送人。

29 相机

单反,LOMO都是不错的选择,如果对方玩胶片,送几卷胶片,他一定会抓狂,不过单反就确实对于送礼而言有点贵。或者,送个镜头也是种不错的选择。

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