宇宙中的化学元素是如何产生的,为何铁元素的产生伴随着恒星死亡?

这个问题正好前几天我写了一篇文章,可以简单说说 。对于元素形成的认识要分成两个时期

1938年以前

当时主宰学术圈的是大爆炸理论导出的成果,当时有个科学家叫做乔治·伽莫夫,他认为宇宙中的所有元素都产生于宇宙大爆炸那一刻,宇宙元素的丰度(含量)是一定的,不会增加也不会减少 。

【宇宙中的化学元素是如何产生的,为何铁元素的产生伴随着恒星死亡?】

宇宙中的化学元素是如何产生的,为何铁元素的产生伴随着恒星死亡?

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B2FH理论

只是没多久,乔治·伽莫夫就被啪啪打脸,打脸的原因其实是人类对于恒星的了解 。很早以前人类一直都想不通太阳到底是靠啥燃烧的,有的人还寻思是不是靠的煤,结果仔细一算,如果是煤,也就只能烧3000年,还没有人类文明的时间长 。

后来以汉斯·贝特为代表的三位科学家,一起发现了恒星燃烧的原理:核聚变反应 。氢核聚变成氦,还释放出大量的能量 。氦还能继续核聚变产生更顺位的元素 。这就推翻了乔治·伽莫夫认为的宇宙丰度不变的主张 。


宇宙中的化学元素是如何产生的,为何铁元素的产生伴随着恒星死亡?

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紧接着,有四位科学家联合发表了一篇论文,他们经过研究发现,锂一直到铀都可以通过恒星的巨变产生,这个理论就叫做B2FH理论 。以四个人的头字母命名,有两个是B 。所以有B2 。


宇宙中的化学元素是如何产生的,为何铁元素的产生伴随着恒星死亡?

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B2FH理论解释了铁之后元素的产生

科学家发现恒星核聚变产生高顺位元素这没问题,但是到了铁出现了一个问题,铁核聚变所需要的能量,比铁聚变之后产生的能量还要大,也就是说铁核聚变是入不敷出的 。所以很多恒星都停在了这个阶段,我们的太阳就是 。

但是如果恒星质量超大,超过了一定钱德拉塞卡极限(1.44倍太阳质量),


宇宙中的化学元素是如何产生的,为何铁元素的产生伴随着恒星死亡?

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那因为引力过大,合成铁元素之后,还会继续向内压缩,压到极致时,就会发生超新星爆炸,而爆炸产生的能量足够让铁继续发生核聚变 。这也就是更重的元素的由来 。


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其他网友观点

社会百科探索

宇宙空间物质产生于宇宙自然,因为宇宙太古老,人类是无法解析宇宙物质的生成关系,但是从宇宙空间物质的运动关系,可以从中探索发现部分自然基础科学理论 。

说到宇宙空间铁元素的产生,伴随着恒星的死亡,本认为是不符合科学的,因为宇宙空间所有星球的运动,是离不开星球铁元素的含量,如果星球没有一定的铁元素,那么这个星球就不会在宇宙中运动,因为只有铁元素才能在空间磁场中运动,并相互旋转,所有运动的星球都含有一定数量的铁元素,这是宇宙空间星球运动的基本元素 。

其他网友观点

从目前我们对宇宙的认知来说,宇宙大爆炸之初,宇宙还是一个炙热的能量团,极高的温度使的质子和电子无法稳定结合,因而不能生成元素 。之后经过数万年的冷却膨胀,宇宙中生成了第一批元素,主要是氢元素与少量的氦元素 。而元素周期表上排在氦之后直到铁元素,都是经由氢元素和氦元素的聚变反应生成 。而铁元素以后的元素则是由超新星爆发,星体碰撞产生 。

元素的聚变反应需要在高温高压的条件下进行,铁元素之前的元素进行聚变反应时,产生的能量高于消耗的能量,进而可以保持聚变反应的持续进行 。在铁以后的元素进行聚变反应消耗的能量大于产生的能量,所以当恒星内部的聚变反应到达铁元素阶段,恒星就无法维持内部的核反应 。

所以说铁元素是恒星的终点

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