宇宙中的地狱行星在哪里?天堂行星又在哪里?

宇宙中的地狱行星在哪里?天堂行星又在哪里?,第1张

天堂在哪里?估计大家一时半会应该反应不过来,不过地狱长什么样,大家心里都有个谱,下面介绍下地狱星球,不过是否能满足各位心中地狱的标准!

地狱行星Wasp-76b

NASA应该发现过不少地狱行星,但没有任何一颗行星的条件有最近发现那颗编号为Wasp-76b那么恶劣,它朝向恒星的那一面温度高达2400℃,足以让大部分常见金属汽化,而背向行星的一面也有1000℃,所以你可以想象一下这样的地狱环境,一边将铁晒成蒸汽,然后铁蒸汽云通过环流到背面冷却,变成铁雨落到行星表面。

Wasp-76b是一颗距离地球约640光年的行星,质量大约是木星的92%,距离母星Wasp-76距离只有0033天文单位,也就是大约500万千米,大概只有水星距离太阳的10%以内,43小时即可公转一圈(相当于该行星一年),过近的距离导致Wasp-76b行星已经被恒星潮汐锁定,也就是一面永远朝着恒星!

距离过近且一面永远朝着恒星,所以它的温度高到了令人发指的2400℃,大概一些红矮星表面的温度差不多,比如比邻星表面就只有2670K-3100K,也就是一颗行星的表面已经和入门级别的恒星差不多温度了。

另外由于潮汐锁定的永昼和永夜造成的极高温差,该行星上的风暴速度可能高达18000千米/小时,大概是音速的十几倍,大概是宇宙飞船重返大气层时遭遇的气流速度。

为什么科学家认为Wasp-76b在下铁雨?因为Ehrenreich博士的团队发现了该行星大气层中铁的光谱,而且是在Wasp-76b晨昏交界处消失,这表示凝结成雨落下后Espresso光谱仪再无法发现。

天堂行星在哪里?

聊完了地狱行星,估计大家冒出来的第一个想法就是:天堂行星在哪里?放眼宇宙,还有比地球更适合当天堂行星的吗?当然我们是身在福中不知福,总是想找个比地球更好的行星,却不知道三体人正驾驶恒星际飞船夜以继日的赶向他们心中的天堂,目的地当然是太阳系啦,你以为是哪里呢?

当然这是开玩笑了,不过就人类这几个破望远镜还真没发现啥天堂星球,就发现几个钻石星,黄金星啥的,但从理论上来看这些都不是啥好地方,比如钻石星就是一颗碳氧白矮星温度高得很,而传说中黄金星就是小行星带一颗16 Psyche的小行星,它原来是一颗行星的内核,所以重金属元素都聚集在了这颗小行星上!

Psyche:灵神星

据估计这棵小行星的各种金属总价值8000万亿英镑,假如按80亿人口计算,每个人能分8000万英镑,各位满意不?但它不是天堂星,而是比地狱好那么点,因为小行星不适合人类生存!

真正的天堂星在哪里?

纽约州立大学石溪分校的天体物理学家保罗·萨特在3月6日发表的文章中认为,黑洞周围也能存在宜居行星,当然我们并不清楚这样的行星到底是否存在,但假如真的存在这样的行星那绝对是天堂!为什么如此之说?

《星际穿越》中的米勒行星

保罗·萨特认为,在黑洞周围视界附近,该行星将会以接近光的速度公转,产生于引力抗衡,得以维持在这个比较稳定的轨道上,黑洞的引潮力可以提供行星内部热量,而且黑洞引力会让微波背景辐射加速达到可见光的程度,并且通过引力透镜聚焦在行星附近,形成适合的光照,所以这颗星球上可能有液态水和“阳光”!这说的不就是《星际穿越》中的米勒行星么?

奥林匹斯山?

天堂呢?不就是一颗普通行星么?其实秘密就藏在这个黑洞的视界附近,那个引力场中和接近光速的相对论效应下,这颗行星上的一天可能相当于地球十年甚至百年,山中一日,世间千年的地方可能还真有哦,这里不是天堂还有哪里是天堂?或者也可以用仙界来形容!

宇宙里存在的星体数以亿万计算,这么多的星球,有不少很有趣,比如巨蟹座55e,和极超新星,都是和别的星球很一样的,有趣味的星体。

以巨蟹座55e为例。它的体积比起一些庞大的星体,并不大,它只有地球的2倍大,但是,它的构成太惊人,它居然是由钻石构成,占了总质量三分之一!这么多克拉的钻石,想想就很奢侈吧,按照地球上的价格来估算的话,其价值约有2700兆美元之多。

这颗宝贝星体,距离地球的距离,也不远,有40光年远。宇宙里,存在着许多我们认为的高价值东西,距离我们居住的地球也不远,前不久在距离地球不远的地方,就飞过一颗价值5兆美元的小行星,它如果能给哪个国家拥有,那就太厉害了。如果巨蟹座55e掉下来,可以搞定全世界国家的外债了吧,但是,是不是造成钻石贬值,就不知道了呢!

说起极超新星,人们并不熟悉,可是流星大家都知道。流星就是陨石坠落时,和大气产生摩擦燃烧的轨迹,流星里,也存在真正的星星,这种星星,就被称为超新星。

我们想一想,巨大的流星团块体积很大,有时有太阳的10倍大,它们以时速100万公里的速度,穿梭在宇宙,很容易就飞到另一个银河系中。这颗星星穿越太阳系的话,地球会被影响,可能在瞬间脱离轨道,我们也会没有了能源,流浪在宇宙之中。还好,此情况的发生率极低极低。

超新星的加速能力,如此巨大,是因为有超大质量的黑洞,它能吸收双星系统。换一句话说,两颗互相环绕的恒星里,有一颗被黑洞吸走,另一颗在引力作用下,也会被弹飞出去。

这么神奇的星体,还有很多,等着我们人类去探索。

众所周知,宇宙是非常大的,在我们人类目前来说可以观测到的范围,直径都达到了 930亿 光年。也就是说, 如果人类能够发明出速度可以达到光速的超级航天飞船,想要跨出这个“已知”的宇宙空间,也要花费上万亿年的漫长时间。

而地球也不过形成于 45亿 多年前,相当于我们出去走一趟,还来不及回来,就足够太阳系依次生成上万个 科技 发展到我们现在人类文明的地球了。更何况目前阶段的 人类 科技 水平并不发达,也根本没有能接近光速的载具。

而在这个庞大的宇宙空间里,更有着不计其数的星球存在着。然而有一些星球是不会像恒星一样发出光的,也就不会被人类所观测到,只能去猜测——根据专门的太空望远镜观测到的数据显示, 宇宙大约有着2万亿个星系。

而就像银河系里一样,每一个星系存在着许多的恒星,小到几十亿颗,大到几千亿颗。而科学家们估测,平均下来的话大概每一个星系能有 2000亿颗恒星 ,相当于说是有 4000万亿亿 颗恒星存在于宇宙当中。

有些恒星是单颗独立着的,有些是两个、三个、四个恒星在一个系统中,独立的恒星周围普遍来讲都会有行星的存在,通常是 3颗到8颗 的样子,而其他的多恒星身边行星就相对来说更少一些,这些行星加起来,至少不会低于恒星的数量。

同时行星的四周也有着许多的卫星,按照太阳系的数据来估测, 卫星最少也要大于恒星数量的20倍 。这些统统加在一起,估算下来星球的数量大概是在 28亿亿亿颗

那么在这么多的星球中,是否可能存在一颗全部都是水的星球,像水珠一样漂浮在宇宙中呢?

我们先来了解一下星球。 星球是由各种各样的物质组成的巨型天体 ,它有着自己的运行轨道,也有着自己的形状,一般来讲都是不标准的球状,就像地球。

它更多的其实椭圆形的扁球体,一开始的地球可能只是一个很小的内核,但是通过本身的引力,它吸引到了越来越多路过的物体,成为了星球的部分。

由于 引力具有着向心的作用 ,应用于球体的每一个面每一个点,因此 这些物体被相对均匀地包裹在地球的表面,由外部向内核中心靠拢,也就形成了球状。

就像是我们生活中的那些雨点和落在叶面的水珠,在不受外力的作用下,本身就会呈现出最小的表面积的形体,而在相当的体积条件下,球的表面积恰好就是最小的,这也被叫做 流体静力学试验平衡状态

而星球一开始并不存在在宇宙当中,按照 大爆炸起源说 来讲,宇宙之初是源于一场爆炸,之后的一段时间内整个世界都没有物质的存在,只有 能量

等到宇宙开始向外膨胀,温度骤然下降,原子开始出现在宇宙里,从而拥有了质量产生出了引力,这也使得 星云 开始形成,又转而诞生了第一代的恒星。

经过千万年以上的燃烧时间,第一代恒星短暂的寿命终结, 发生了巨大的爆炸和坍缩 ,非常多的物质通过爆炸喷射的力量分散到了宇宙的各个地方,在许多因素共同的作用下又成为了新一代的恒星,并且开始产生了 行星和卫星 ,组成了神奇浩瀚的宇宙。

人类一直认为 水与生命有着息息相关的联系 ,因此在寻找太阳系的生命的存在时,都会去试图找到水源。太阳系中的水并不少,只是由于太阳的热量导致许多的水被蒸发,又因为没有像地球一样的厚厚的大气层,最后被吹走。

也因此,太阳系的很多星球表面的水并不多,更多的是 埋在地下 的,而距离较远的星球又因为热量的不足,表面的水都呈现 的状态。与渺小的太阳系相比,宇宙中的水就更多了。

相信学过化学的大家都还记得,水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成的,也就是说, 如果宇宙中想要获得水,就必须要有氧和氢元素的存在

早在宇宙最开始的时期,大爆炸后出现了各种基本粒子,而后又形成了 质子 。大爆炸大概 38万年 的时间以后,电子与原子核结合,原子也就诞生了出来。在初期,宇宙里的氢元素达到了 70%以上 ,是最主要的元素。

到了现在氢依然是宇宙中最常见的元素,其次就是 氦,氧 排在第三,这氢和氧都非常活跃,很容易受到影响形成水。

比如在分子比较多的区域,一些恒星的剧烈活动, 辐射出来的射线将氢分子电离 ,并且与氧原子“合作”,从而产生了水。

同时在那些质量比较大的恒星聚集区中,一些能量的剧烈运动产生的 激波会使得氧原子和氢原子或者氢分子发生气相反应 ,从而产生水。除了以上的两种, 宇宙的许多水还会直接在分子云中的一些星际尘埃表面形成。

知道了星球是怎么来的,又知道了宇宙中水的形成过程,那么是否存在纯水的星球呢? 纯水的星球不只是地表全是水,还包括它的内核,全部的构成都是水 。事实上在宽广的宇宙中,除了恒星周围,宇宙深处的温度是极其低的,甚至接近于 绝对零度

那些远离恒星的星球,身边的温度就会受到宇宙本身的影响,变得很低,那些靠近恒星的星球附近温度又很高。也因此, 就算星球上面全是水分子,也只会是要么冻结成冰,要么被蒸发成水蒸气, 哪怕是处在离恒星不近不远的区域,也不会永远是液态,同样会在一段时间内 被蒸发 的。

或者说在整个宇宙中, 以人类目前的 科技 水平观测到的发现来看,全部都是水的液态星球不存在,只有固态的星球和气态的星球是可以形成的 。比如太阳系中的 土星 ,这就是一个非常典型的气态星球案例,它的表面没有固态存在,而主要是 氢元素、氦元素和水。

同时如果没有大气层的存在,星球根本无法保存被蒸发的水分,水蒸气会越升越高,最后逃跑到太空中,星球上的水分也只会逐渐变少,直到地表干涸。

并且一个星球的形成,通常需要一个有着 强大引力的内核, 这个内核一般而言都是 金属 ,这样才会慢慢吸引其他物质而逐渐变大,从而成为星球。如果全是水,它自身的引力可能根本无法令其形成一个星球。

假设真的有一个全部都是水的星球存在,它的大小类似于地球,保持自转和公转。地球上的大气经过了从 原始大气,到次生大气,再到现代大气 的漫长过程。原始的大气主要是由 氢和氦 组成,次生大气是源自于内部的 火山喷发

而一个类似地球的纯水星球, 它所形成的蒸汽也是无法在大气层中独立存在的,随时会被太阳风吹走。

而地球由于自身具有 磁场 ,所以才能够抵挡太阳风的侵扰。而磁场主要是因为地球中心具有着铁元素,自转而形成的。然而 纯水星球内部没有铁元素,也就无法产生磁场,在太阳风的干扰之下,大气层也将无法保持稳定。

而缺少了大气层的保温作用,这个大水球也会形成 向阳面飞速蒸发、太阳风影响下消散空中,和背阳面快速结冰,等待自转成为向阳面的变化过程 。在这个过程中,只有水分子的星球只会慢慢变小,并且根本无法阻挡,直到消失。

在人类曾经的观念里,太阳系只有地球拥有着充足的水源,毕竟地表的海洋面积比陆地面积还要广,占了 71%

但是在太阳系中,其实有着不少的星球水量比地球还要多。比如木星的第四大卫星 木卫二 ,比月球稍微小一些,但是却比月球上面的水分多得多。

它的表面分布着一层 厚达100公里的冰层 ,下面则因为内部引潮力产生热量,所以底部是一片海洋,或许有着 50千米以上 的深度,总水量甚至是地球的水量的 9倍

而根据人类对木卫二的考察,人们发现在它自身可以产生感应磁场,这也就能够表明出木卫二在咸水海洋中还有一个金属性的铁核,不然不会出现磁场。

除了木卫二,木星的 木卫三和木卫四 ,以及土星最大的卫星 土卫六 ,和其他许多卫星上面同样有着非常丰富的水。木卫三是太阳系中最大的卫星,直径甚至能有 5300千米 ,它的部分表面也被冰层覆盖,海洋就在这些厚度高达 15万米 的冰层下面,并且海洋的深度也非常惊人,有 10万米 ,水量甚至比地球还要多 25倍

这些星球距离太阳都有一定的距离,因此表面大多是冰层,温度非常低,但是中心压力大,并且较为活跃,从而使得内部存在着液态的水。

而在辽阔的宇宙里,2011年,有天文学家在遥远的 英仙座 中观测到了一个 向着四周喷发水流的星体 。按照我们地球上拥有着最大河水流量的亚马逊河来说,它的平均流量是在 每秒219万平方千米 ,远超地球其他河流,然而跟上面这个星体相比,就稍微有点不够看—— 这个星体向宇宙喷发的水流流量比亚马逊河的1亿倍还要大

正所谓 “大千世界,无奇不有” ,在宇宙中还存在着许许多多非常神奇的星球。比如一个位于 半人马座 、叫做 J1407b 的行星,它拥有着 30多个行星环 组成的一个巨大的行星环,就像是一个宇宙中的大胖子,比土星的行星环都要大 200倍, 甚至比太阳到地球的距离都要远,要知道J1407b只是一个行星。

HD 106906b行星 位于南十字座,距离地球大约 300光年 ,虽然它是一颗行星,但是令科学家非常疑惑且震惊的是,它离自己的恒星相距 650天文单位 ,是太阳系中海王星到太阳的 20倍 的距离,换算成地球面积,则是 970亿公里 。它是 已知的距离母恒星最远的系外行星之一,因此也被人类叫做是最寂寞的行星。

甚至宇宙中还存在着一个 由钻石构成的行星 ,也就是 巨蟹座55e行星 ,只有海王星的一半左右大小,是2012年为止发现的 密度最大的固态行星 ,距离地球只有40光年左右。

宇宙到底有没有纯水的星球,尽管根据现有的科学知识理论来说是不存在的,但是人类到现在为止对于宇宙的认知都还没有到一半,甚至只是凭借望远镜的观察发现,无法深入研究 探索 。宇宙到底是怎么样的,没人能够给出一个肯定的回答。

毕竟在我们看来,如果不是亲眼见过,也想不到宇宙中居然有一颗巨蟹座55e那样的钻石星球。因此,或许在未来以后,我们真的可能会发现一个颠覆目前人类观点的纯水星球的出现,谁也不确定。

人类发现首颗系外行星距今20多年,目前已发现的系外行星有近2000颗。这些行星里有像地球这样的岩石行星,也有与木星相似的气态巨行星,甚至还有很多太阳系没有的行星。下面20幅将通过艺术与想象为大家展现这些奇特的外星世界。

第一颗系外行星:它是人类发现的第一颗围绕类似太阳的恒星运转的系外行星,也是发现的第一颗“热木星”。这类行星质量接近或超过木星,但与太阳系中情况不同,热木星与恒星距离只有05至0015个天文单位,大约水星到太阳距离的八分之一至金星到太阳距离。飞马座51b距离地球约50光年,质量是木星的一半,但体积却是木星的两倍,一年只有4天,表面温度在1000 °C ,并且它永远以同一面朝向恒星。

首个与地球尺寸接近的系外类地行星:行星“开普勒186f”想像图,它是第一颗被发现位于母恒星宜居带内且大小和地球相似的类地行星,表面可能有液态水,直径是地球的11倍,距离太阳系492光年。

首个确认有大气的行星:画家笔下行星“HD 209458b”大气蒸发情形,它距离太阳系150光年,也是一颗“热木星”。它创造了多个系外行星观测史上的第一,包括首个确认有大气、且观测到有蒸发中的氢气层的行星。该行星质量是木星的06倍,绕母恒星公转轨道仅是水星的八分之一,一年只有35天,其表面物质在高温下膨胀,密度较低。

拥有6颗行星的“开普勒11星系”:画家笔下发生在2010年8月26日“开普勒11星系”三颗行星同时发生凌日的景象。开普勒11是首个被确认拥有6颗行星的系外恒星,且这些行星的质量介于地球与海王星之间,这个星系距离地球2000光年。

真实的“塔图因”:画家笔下的“开普勒16星系”,行星“开普勒16b”同时围绕两颗恒星公转,这和**《星球大战》里的行星“塔图因”(右下)非常相似。

一年只有20小时的炼狱行星:行星“51 Pegasi b”距离地球390光年,直径是地球的17倍,质量是地球的48倍,绕着一颗比太阳略小的恒星运转。它的轨道非常靠近母恒星,一年只有20小时,表面温度达到1500 °C,在如此高的温度下,其上可能布满熔岩。

海洋行星“开普勒22b”:开普勒22b位于天鹅座,距地球600光年,位于母恒星宜居带内,半径是地球的24倍。这颗行星与太阳系所有行星都不一样,是个表面完全是液态水海洋的行星。

岩浆海洋“开普勒10b”:行星“开普勒10b”位于天龙座,距离我们太阳系560光年,大小是地球的14倍。该行星一年不到一天,到母恒星距离小于水星到太阳距离的20分之一,表面温度约1300°C,足以将黄金熔化。

118亿岁的古老星系:“开普勒444”是一颗约118亿年(约宇宙年龄的80%)的恒星,距离地球约117光年。它拥有五颗类地行星,大小介于水星和金星之间,轨道周期少于10日。这个星系的行星分布极为紧凑,即使距离母恒星最远的开普勒444f,轨道半径仍远小于水星轨道。5颗行星因距母恒星极近,表面温度过高,不会存在我们已知的生命形态。

拥有大量钻石的碳行星“巨蟹座55e”:与类地行星不同,碳行星又称钻石行星,它们形成于富含碳但缺乏氧的原行星盘。“巨蟹座55e”就是这样一颗碳行星,直径约21万千米,质量是地球的863倍。它绕母恒星的轨道不到水星轨道的二十五分之一,一年不到18个小时,表面温度接近2700°C。这类行星1/3质量都是碳,不少碳会因高温高压变成金刚石。

第一颗画出表面热量分布的系外行星:这是2013年哈勃望远镜确认“HD 189733 b”表面颜色为蓝色后所绘的想像图。该行星距离地球63光年,位于狐狸座。它是第一颗画出表面热量分布图的系外行星,并确认表面颜色为深蓝色。它的质量是木星的113倍,一年只有22天。HD 189733 b是继HD 209458 b之后,第二颗发现大气层气体正在蒸发的系外行星,表面温度约1000 °C。

拥有行星的红矮星:恒星K2-3是一颗拥有三颗行星的红矮星,这三颗行星都是属于“超级地球”类型的类地行星,并且都位于K2-3的宜居带内,它们距离地球约137光年。这三颗行星大小分别是地球的21倍、17倍、15倍,其中最外圈15倍地球大小的行星表面可能有适宜的温度,支持表面存在液态水海洋。

第一个直接成像的多行星星系:恒星“HR 8799”是一颗位于飞马座,距离地球129光年的主序星,质量是太阳的15倍,光度是太阳的49倍。这颗恒星系十分年轻,只有6000万年,星系包括部分岩屑盘和至少4颗大质量行星,是第一批直接被影像证实的系外行星。

距离最近的两颗行星:2012年6月21日,天文学家确认恒星“开普勒36”拥有两颗行星,这两颗行星是“超级地球”或“迷你海王星”类型的行星,而且它们之间距离不寻常地近,最近距离不到200万千米。这只是地球与金星最近距离的二十分之一,地球到月球距离的五倍。

身份不明的“Kepler-452b”:“Kepler-452b”发现于1989年,是个质量介于行星与恒星之间的天体,质量下限约为木星的11倍。早期研究认为它是一颗围绕恒星运转的褐矮星,褐矮星是与大部分主序恒星不同的次恒星,质量介于最重的气态巨行星或最轻的恒星之间。现在科学家认为它的特性更像行星,一旦确定,“Kepler-452b”将是最早发现的系外行星。

年度网络最红的系外行星:“开普勒452b”距离地球1400光年,位于母恒星的宜居带内,直径比地球大60%,地表重力加速度是地球两倍,与其母恒星的距离和日地距离相当。2015年7月23日NASA宣布,“开普勒452b”是已知系外类地行星中,与地球相似指数最高的行星。

轨道离心率最大的行星:“HD 80606 b”是一个位于大熊座的气态巨行星,距离地球约 190 光年,其质量是木星的4倍,公转周期111天。与木星不同的是,它和母恒星之间距离变化在 003 到 088 天文单位之间,是已知轨道离心率最大的系外行星。在远拱点时其光照量和地球相当,但近拱点时却是地球的800倍,其气候变化相当激烈,电脑模行预测该行星在一小时内就可使温度上升 555°C。

热木星附近也有同伴:“WASP-47”星系拥有两颗行星,一颗热木星和一颗超级地球类型的岩石行星。它们距离母恒星非常近,是个紧凑型的恒星系统,这也是第一次在一颗热木星类型的行星周围近距离的发现其他行星。

1 - 科洛7b,直径:稍大于15个地球公转周期:09个地球日,这颗行星的日出如图,它和其恒星的距离是地球和太阳距离的1/60。也就是说,在其表面看到的“太阳”是地球上看到的太阳的近2500倍大。向阳面温度可达2600度,足以气化岩石。背阳面岩石蒸汽凝华后会降下“石雨”。理论模型预测该行星表面有岩浆组成的海洋。因为潮汐锁定,行星同一面永远面对恒星,另一侧温度则可以低至零下230度,可以说是冰与火的地狱。2009年该行星被发现时,人们认为它是第一颗被发现的类地系外行星。当然,我们现在将其划归为不可居住,并认为其有生命存在的几率接近于零。它之前可能是一颗地球大小100倍的气态巨行星,在逐渐靠近恒星的过程中,它表面的大气层逐渐被剥离,只剩下了岩石组成的内核。

2 - 格利泽436b,直径:接近海王星公转周期:26地球日,格利泽436b距离地球30光年,和其恒星距离只有420万公里(相较之下,水星距太阳5800万公里)。其表面温度为440度,远超水的沸点。但这颗行星妙就妙在它表面的水依然处于固体状态。换句话说,格利泽436b是一颗由燃烧之冰组成的行星。当然,这里的冰和地球上不同,处于一种叫做冰七的特殊状态,密度更高,结构更接近于晶体。科学家认为这种冰是由于行星内核巨大的引力生成的。该行星的矛盾特质还不止如此。它表面有氢和氦组成的外层,因此理应含有大量的甲烷,但科学家探测发现其表面的甲烷含量是预测值的不到7000分之一。相反,格利泽436b上具有大量的一氧化碳,可能是行星高温内核释放出来的。

除了上述两颗以外,还有巨蟹座55e、 WASP-12b 、TRAPPIST-1b 等。

在1869年,俄罗斯化学家门捷列夫把当时发现的66种元素排列成现在著名的元素周期表,到目前为止,人类已经发现了118种元素,其中92种为天然元素,26种为人工合成的。

地球上的一切可以说都是由元素所构成的,然而对于整个宇宙来说,地球应该只能连一粒尘埃都算不上,十分都渺小,因此地球上的元素资源自然是非常稀缺的。

就拿氦来说,从整个宇宙的角度来说,宇宙丰富中最多的一种元素应该为氢元素,其次为氦元素,而氢和氦不仅是分布最广的两种元素,还是宇宙中含量最高的两种元素。

其中氢元素占到了宇宙总元素的75%左右,而氦元素也占到了23%左右,剩下不到2%的元素都是由其他元素共同组成的,但是氦元素在地球上却十分稀缺。

为什么地球上的氦元素那么少呢?

氦作为宇宙元素中含量第二的物质,在宇宙星际中其主要来源是恒星以及星际能源的热核反应,按理说氦元素应该十分广泛。

然而,在地球上氦元素却是非常少。之所以氦元素在地球上非常稀缺,主要有以下几个方面,其一是氦的原子序数是2,相对原子质量为40026,所以氦太轻了。地球上的重力并不能把氦维持住,一阵太阳风过来,就可以把氦给“吹跑了”。

其二就是氦本身是一种惰性气体;其三,一千克铀经过5000万年的衰变才产生了1克氦气,所以氦元素的生成效率非常低。

目前地球上的氦元素主要都存在于地壳中,主要是由一些放射性元素经过衰变后产生的,比如铀元素发生阿尔法衰变后会产生氦元素,因此氦元素在地球上是非常稀有的。而且如今氦在多个领域都具有非常重要的作用,如充当冷却剂。

元素的生成机制

原子是由原子核(质子、中子)以及围绕在原子核周围的电子构成,决定某个原子元素种类的,是这个原子核内的质子数量,比如说氢的原子核只有一个质子,它就是元素周期表上的1号元素,而氦的原子核内有两个质子,它就是元素周期表上的2号元素,然后以此类推。

从理论上来说,只要把质子一直进行组合,就可以创造出越来越重的元素,但在原子核内部,一直存在着两种基本力——强相互作用力(是将原子核内的核子束缚在一起)以及电磁力(是将原子核内的质子分开)。

由于质子带正电,因此这两种力相互排斥。强相互作用力虽然大,但作用范围太短,相反电磁是个长程力,并可以无限叠加,不过就是比强相互作用力小。

因此当原子核内的质子达到一定数量,两种力之间的排斥力就会发生叠加,而在这种情况下的原子核就会变得很不稳定,从而发生衰变。

比如说α衰变就是原子核内释放出由两个质子和两个中子构成的α粒子,α衰变发生后,原子核的质量数会减少4个单位,其原子序数也会减少了2个单位。

总而言之,当原子的原子核内的质子数量越多,这个原子就越不稳定,一旦原子核内的质子数量超过临界点时,这个原子就会发生衰变。

虽然宇宙浩瀚无垠,但在宇宙中的规则几乎都是一样的,也就是说任何元素都具有一定的特征,遵循一定的形成规律,因此宇宙中的元素也存在于地球上。

目前,我们对新元素的探索主要是从人工合成和自然探索这两个方面进行的,其中人工合成主要是通过高能中子的长期辐照、核爆炸和重离子加速器等现代实验手段来实现的。

除此之外,我们还可以从宇宙射线、卫星石以及天然矿物等等发现新元素。如今人类已经可以在实验室里通过核碰撞来创造出新元素。

2014年,日本曾使用rilac直接加速器加速锌粒子并撞击一片铋箔,创造出了第113号元素“Unt”,但人工元素的寿命极短,而这个113号元素只存在万分之三秒,就发生了衰变,变成了其他元素。

再来说2016年,科学家们用人工元素锎去撞击钙,制造出一个原子核中含有118个质子的新原子,然而这种元素仅仅存在了1毫秒,不过这却是人类制造出最重的元素。

2019年时科幻** 《流浪地球》 的上映,在我国掀起了一阵“科幻热潮”。其作者 刘慈欣 和他的作品受到了人们的广泛专注,当你翻开那些科幻小说,才发现这“世界的参差”,因为 科幻作者的脑洞大到难以想象

以《三体》为例,其中层出不穷的设想让人叹为观止。尤其是可以 以超光速飞行的飞船 ,使得不少人跃跃欲试,期待在未来真的会出现这种飞船。未来可能太过遥远,不如现在就让我们一起来幻想一下。 假如驾驶着 一秒飞一光年 的飞船,需要多久才能飞到宇宙边缘 ,旅途之中我们又能看到什么呢?

首先,在飞行之前,大家需要明确一点,那就是 光年是长度单位 。从字面来说,它的意思是 光在宇宙真空环境之下沿着直线经过一年时间的距离 。光速为299792458米/秒,因此一光年的具体数值为9460730472580800米,或者记为 94607 10^12千米

在了解了具体的数值以后,我们就可以开始启程飞行了。如果说一秒可以飞一光年,那么 仅需一秒我们就已经飞抵太阳系的边缘了 。需要注意的是, 太阳系的边缘有两种界定 ,第一种是 日光层 之外 ,也就是旅行者探测器飞出的那个边缘。第二种则是在太阳的引力范围之外,也就是 奥尔特云 之外 。我们花费一秒飞抵的正是奥尔特云附近,接下来就要真正地冲出太阳系了。

飞出太阳系之后,再飞行322秒左右就能抵达位于半人马座a的 比邻星 附近,它是 距离太阳系最近 的一颗恒星 。八秒钟之后我们就能够看到 天空当中 最亮的那颗星 ,也就是 天狼星 ,这时的它近在眼前,与我们在地球上仰头观测时的差异还是非常大的。

继续飞行几十秒后,我们还会遇见不少曾在地球上观测到的星球。比如说最闪耀的“钻石星球”巨蟹座55e,它看起来闪闪发光,像是宇宙当中一颗闪耀的灯球。

大约15分钟后,我们的眼前会出现一阵强光。这是 参宿七 发出的,是 目前人类发现的 宇宙当中最亮的蓝超巨星 ,距离地球大约863光年,其 光度是太阳的12万倍

如果我们的肉眼直接去直视这一强光的话,很可能因此 失明 ,因此星际旅行当中可能要佩戴专用的眼镜才可以。六个小时以后,我们就会完成人类的梦想之一,也就是飞出银河系,因为这时大家已经抵达了银河系的边缘。在这里,我们或许可以在飞船当中为银河系留影,毕竟从前我们从未站在“上帝视角”为这个美丽的星系拍一张全景图。

接下来我们会 朝着附近的 仙女座星系 进发 ,这一星系异常的庞大,其 直径是银河系的16倍左右,距离地球254万光 年。即使一秒可以飞行一光年,想要穿越它也需要花费很长的时间,至少需要一个月左右。

接下来宇宙的范围就会让我们感到自己有多么的渺小,比如说 飞过 半径为1亿光年 的室女座超星系团至少要花费 两年 的时间 。大约需要花费几百年之后,我们就会抵达最大的黑洞ton618附近,这时飞船上的乘客可能已经换了好几代了,毕竟 我们的寿命如此短暂

那么,花费了几百年的时间,我们抵达了宇宙的边缘了吗?事实证明想多了,还差得远呢,如果按照哈勃体积来说,其半径约为460亿光年。这就意味着, 我们即使驾驶着一秒飞一光年的飞船,抵达 已知宇宙的边缘 也需要 1450年 左右 。

可见,在我们看来已经非常快的光速,在面对广阔的宇宙时,也显得很慢了。更不用说,人的寿命只有短暂的几十年,一般都很难活到百岁。所以,即使我们现在就出发,也 不可能在有生之年内抵达宇宙边缘 了。

此外,如果真的如宇宙暴胀模型所展示的那样, 宇宙实际是在 不断膨胀 的,且膨胀的速度 远远超过了光速 。那就意味着,我们驾驶着飞船一边靠近宇宙边缘,但宇宙边缘却一直在加速远离我们。

而我们的飞船时速只能达到一秒一光年,这就代表我们飞行的速度永远赶不上宇宙膨胀的速度。如果我们的 科技 不足以使飞船提速的话,飞船上的子孙后代即使能够一直延续,他们也 无法到达宇宙的边缘

更何况,现在人类已知的宇宙边缘实际上是属于“可观测宇宙”的,是我们看到了遥远之处传来的光,才得以确定这个边缘。很难说,在这束光的背后,是否还有其他的天体, 我们 自以为这是宇宙的边缘 ,没想到这里可能只是 宇宙的一小部分 而已 。

既然如此,宇宙到底有没有边界呢?这个问题其实很难解释,因为即使借助工具,我们也“望”不到这么远,因此宇宙的边界目前对于人类而言仍然是一个未知的东西。 我们现在所说的边界,实际上是可以观测到的宇宙的边缘

加州理工学院物理系教授这样说:

所以,现在所说的这个宇宙边界,并不是大家心目中那个可以看得见摸得着的边界。而是 通过光抵达地球后, 向前追溯 后得到的结果 。实际上,宇宙的样子也不像普通人相信的这么简单,它可能是 向着四面八方不断延展 的,也可能是自我包围起来的。但是它就像是我们日常生活中所看见的球面一样,并没有所谓的边缘,你 只会在 走完一圈之后重新回到起 点

既然,光速在面对宇宙范围时,也已经显得太慢了,那么 我们能够 尝试 超越光速 进行飞行 吗? 这样的话,我们就再将时间进行压缩,或许可以把1000年压缩到100年,甚至是10年,这样人类 大概就有可能赶上宇宙膨胀的速度,真正抵达宇宙的边缘 了。

但是根据爱因斯坦在 狭义相对论 当中的论述来看, 光速是不可能被超越的 ,所以以现代 科技 的视角来看,超光速飞行是无法做到的。可尽管如此,世界各国仍然都有进行超光速的研究,毕竟我们的征途目的地可不只是太阳系的边缘,而是 更远更广袤的宇宙世界

中国运载火箭研究院科学家林金教授,在第三届现代基础科学发展论坛上作学术报告时指出:

可见,超光速飞行从理论上来说其实还是可以实现的。不过,人类目前连光速飞船都制造不出来,从现在就开始考虑超光速飞船未免有些早。但这并不是好高骛远,毕竟在未来我们 迟早要面对并解决这个问题

许多人应该都听说过镜像宇宙这一说法,或者说是 多元宇宙 。这代表着有一个比我们所在宇宙还大的空间之中,充斥着许多的宇宙泡泡, 它们有着相似性,但又不完全一样

假如人类真的找到了宇宙的边缘,抵达那里并继续向外 探索 的时候,很可能就是 穿越了现在“宇宙泡泡”的那个边缘,进入了旁边另一个宇宙当中

因此,即使抵达宇宙边缘也无法看到特别清晰的界限,毕竟“泡泡”那层透明的薄膜也许早在刚刚形成时就已经相交了, 宇宙世界在这时就像是“俄罗斯套娃”, 环环嵌套

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