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宇宙的氫元素占比74%,它會(huì)有耗盡的一天嗎?

 昵稱tYrU3r9E 2021-05-03

在道家的學(xué)說(shuō)當(dāng)中,我們總是會(huì)記得那句“道生一,一生萬(wàn)物”。如果把這句話用在宇宙形成理論中,這個(gè)“道”所指的就是“奇點(diǎn)”,而這個(gè)“一”所指的,就是氫元素。

作為萬(wàn)物的起源,宇宙中含量最多的元素,氫元素會(huì)不會(huì)迎來(lái)自己消亡的那一天?從科學(xué)角度講,氫元素是會(huì)耗盡的,而這也將讓宇宙中的恒星數(shù)量變得越來(lái)越少。

天體物理學(xué)家認(rèn)為,我們的宇宙大概有138億年的形成史,當(dāng)時(shí)形成的元素主要就是氫元素和氦元素。它們組成的星云在億萬(wàn)年后出現(xiàn)坍縮,進(jìn)而出現(xiàn)了核聚變,恒星因此形成。在100億年前是宇宙恒星誕生的高峰期,但隨著氫元素的不斷消耗,宇宙中的恒星數(shù)量總會(huì)抵達(dá)峰值后開(kāi)始減少,但這所需的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了宇宙的歷史。

一開(kāi)始的宇宙恒星,質(zhì)量都非常大。然而質(zhì)量越大的恒星,壽命就會(huì)越短,很快它們就會(huì)發(fā)生超新星爆發(fā),形成大量的重元素,而這些重元素的最初來(lái)源就是氫。超新星爆發(fā)產(chǎn)生的星云,在經(jīng)歷千萬(wàn)年后,又會(huì)形成質(zhì)量較小的恒星。這其中就包括我們的太陽(yáng)。

太陽(yáng)作為主序星的壽命超過(guò)100億年,在這漫長(zhǎng)的時(shí)間里,太陽(yáng)始終都在進(jìn)行以氫為主的核聚變反應(yīng),形成氦元素。值得一提的是,恒星的演化是不可逆的,核聚變形成的元素,無(wú)法逆轉(zhuǎn)回來(lái)形成氫元素,所以宇宙中氫元素的總量一直在下降,現(xiàn)在只有大概74%左右。

當(dāng)氫元素下降到一定程度后,星云坍縮就無(wú)法形成核聚變,恒星也就無(wú)法誕生了?,F(xiàn)在我們的宇宙里,大質(zhì)量恒星的數(shù)量屈指可數(shù),但中小型恒星的數(shù)量有很多。在遙遠(yuǎn)的未來(lái),氫元素會(huì)下降到一定程度,新的恒星將無(wú)法形成,現(xiàn)有的恒星則會(huì)一個(gè)接一個(gè)熄滅,最終宇宙會(huì)重新回到無(wú)邊的黑暗當(dāng)中。

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