宇宙 对太阳新的研究，颠覆了对宇宙的认知
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当天文学家凝视太空深处时，他们带着不安，因为他们不知道宇宙到底是由什么组成的。也不知道暗物质的真实性质。星星的本质也是如此，它们点缀着天空，遍布着整个宇宙。令人惊讶的是，没有人知道这些恒星的确切化学成分，它们有多少碳、氮和氧原子。
这些数字是至关重要的，因为它们影响着恒星的生存和死亡、行星的形成，甚至影响着其他星球上生命的形成。
20年前，天文学家对他们一直在研究的数据充满了信心。现在，又信心不足了。问题不在于宇宙遥远的角落，而在于离地球更近的地方。科学家们并不知道太阳的确切组成。因此，他们也不知道其他恒星的确切组成元素。
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虽然太阳的确切氧含量存在争议，但没有人质疑比太阳大得多的恒星，类似于猎户座星云中最亮的恒星（如图所示），形成了今天在地球和整个宇宙中发现的大部分氧。
“太阳是一个基本的尺度，”德国天体物理学家马丁·阿斯普朗德说。“当我们确定宇宙中任何一颗恒星、一个星系或气体云中某种元素的丰度时，我们会用太阳作为参考点。”
太阳的质量占太阳系总质量的99.86%。太阳在银河系中的位置也使它很好地代表了整个星系。更重要的是，宇宙中的大多数恒星居住在像银河系这样的巨大星系中，这使得太阳成为整个宇宙的试金石。此外，太阳非常明亮，天文学家可以非常精确地研究它发出的光的细节。这将使他们能够确定太阳化学元素的确切丰度。
近一个世纪以来，天文学家通过观察恒星的化学成分是否与太阳匹配来判断恒星是否正常。我们附近的大多数恒星都是这样。
这就是为什么阿斯普伦德和他的同事在2009年《天文学和天体物理学年度评论》上发表的关于太阳化学成分的文章获得了4000多次学术引用，天文学家经常将恒星和星系与太阳进行比较。
但阿斯普朗德的研究是有争议的。他和他的同事使用新的模型来分析阳光，发现太阳中最常见的重元素（包括碳和氧）的含量比以前的计算要低得多。天文学家称大多数比氦重的元素为“重元素”。因此，其他恒星，乃至整个宇宙中，重元素的数量比之前认为的要少得多。
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氧、碳、氖和氮这四种最常见的重元素中，太阳含有多少？这个图表显示了数十种元素的相对丰度，用对数刻度表示，其中氢原子的数量设置为12。1989年，标准的氧丰度是8.93，这意味着每一个氧原子对应1175个氢原子。然而在2009年，马丁·阿斯普朗认为氧的丰度只有8.69，这意味着每一个氧原子对应2042个氢原子。碳、氮和氖的丰度估计也大幅下降。
氧是宇宙中最丰富的重元素，俄亥俄州立大学的天文学家皮森诺特说。他一直对普朗德的数据持批评态度，因为这些数据会与对太阳内部的观测结果产生冲突。如果普朗的结论是正确的，那就意味着在宇宙周期中氧气减少了40%，因为我们所有的测量结果都是基于我们对太阳的假设。
这场争论已经持续了20年；双方都没有向对方让步。普朗德计算出的氧和其他重元素含量不仅造成了不确定性，还带来了麻烦。幸运的是，当前和未来的各种实验可能最终解决这个问题。
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陨石也提供了宇宙丰度的大多数化学元素。此外，由于科学家可以在实验室中研究这些岩石，即使是天文学家无法在太阳中探测到的元素，它们也能得出精确的数字。例如，陨石告诉我们，宇宙中铂原子比银原子多。
氧是一种关键元素
尽管存在争议，但每个人都同意基本观点：太阳主要由氢和氦组成。它通过将氢转化为氦的核反应在其中心产生能量。但由于普朗德的工作，下一个最丰富的元素的数量仍存在争议。
氧非常重要，它占宇宙中所有重原子数量的一半。这些原子中的大多数起源于比太阳质量大得多的恒星。在它们明亮而短暂的生命后期，这些恒星将4个氦核融合在一起生成氧。恒星最终会爆炸，释放出生命的元素。仅仅一颗超新星就能释放出超过太阳质量的氧。如果太阳和整个宇宙的含氧量像普朗德认为的那样低，那么这些巨大的产氧恒星的含氧量要比人们想象的少得多。
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