宇宙第三元素是什麼
1. 為什麼第3、4和5號元素在宇宙中非常罕見
由於鋰、鈹和硼的產生依賴於高能粒子在宇宙中的偶然碰撞,這使得它們的豐度非常低,只有碳、氧和氦的十億分之一。雖然這些元素在宇宙中非常稀少,但它們是地球生命不可或缺的元素。
2. 表示宇宙中含量第三的元素但是在一般的天體上都不存在氧氣這句話對嗎
宇宙中氧元素普遍存在,但地球氧氣遠超其他星球,只因光合作用嗎
在太陽系中,我們的地球和其他星球相比最獨特的地方之一就是它的氧含量了,氧氣佔了地球大氣分量的21%,太陽系有大氣層的其他星球的氧氣含量都沒有這么高,這也是地球上之所以有生命的最重要因素之一。
在太陽系八大行星中,距離太陽最近的水星基本沒有大氣層,更別談上面的氧氣含量了,水星外的金星的把臍橙倒是非常濃厚,然而基本都是二氧化碳,氧氣含量極少,火星的大氣層非常稀薄,星球表面大氣壓不到地球的1%,氧氣含量大約為0.15%(土衛五的氧氣含量達到70%,但是土衛五大氣非常稀薄,氧氣濃度只有地球的5萬億分之一,就是比火星也是不如的),然而這個比例基本上已經是是除地球之外最高的比例了,木星大氣層中氫氣佔到了90%,氦氣大致為9%,氧氣以及其他氣體等等加起來約1%,土星和木星類似,天王星和海王星也是以氫和氦為主,此外還有甲烷、氨氣和水冰等,氧氣所佔的分量都極少,唯一擁有大氣層的衛星土衛六則以氮氣為主,分量佔到了98%還多,其他主要是甲烷,乙烷,二氧化碳等。
那麼為什麼這些星球都幾乎沒有氧氣,而只有我們的地球有那麼多的氧氣呢?其實主要是兩個原因,首先就是氧是一種很活躍的元素,它很容易跟其他元素發生化學反應生成某種氧化物等,但這樣的話,它就失去了氧氣本該擁有的性質,比如我們的呼吸離不開氧氣,但是二氧化碳,一氧化碳等氧化氣體就不可以參與我們的呼吸活動。氧元素在宇宙中以及各大星球上本也是大量存在的,但是由於氧元素的活躍性,因此它大都是以化合物的形式存在。
我們都知道陽光照射下綠色植物的光合作用可以產生氧氣,其實這個原因正是地球上有大量氧氣的主要原因,當光合作用發生的時候,綠色植物可以吸收空氣中的二氧化碳,將其分解成氧氣和碳,並且將氧氣釋放出來,由於有大量的綠色植物共同來做這樣的工作,所以地球上的氧氣含量就很豐富了,地質學家認為,地球海洋中曾經出現過一段藍藻爆發期,它們就釋放了大量的氧氣,最豐富的時候逼近大氣層氣體含量的40%呢!
由於其他星球上並沒有地球上這種氧氣生成與轉化機制,所以那些星球上的氧氣含量就很少了,而火星上之所以有0.15%的氧氣含量,很可能是因為火星上面曾經有過生命,比如像地球這樣出現過大量的綠色植物,因此產生了大量的氧氣,但是後來火星變得不再適合生命生存之後,氧氣與其他元素發生化學反應成了化合物,於是含量越來越少,但是還剩下了0.15%的殘余含量,這個數值或也體現了火星上曾經有過生命的可能性。
3. 宇宙構成有三個要素,這三個要素是什麼呢
現代自然科學認為,宇宙構成有三個要素,這三個要素是什麼呢?是物質、能量、信息。構成宇宙最基本要素是空間和物質,時間反映了物質運動的先後次序,它們是統一的是不可分割的,假定有限大宇宙有一個物質的中心點發生運動,宇宙空間也就會跟著運動,如果宇宙空間不跟著運動,空間、物質、時間就不是統一的,就不存在宇宙,同樣,宇宙空間的運動,中心點也會隨之運動。我們從這一哲學思想得到一個宇宙的基本定律,任何物質都有屬於自己的空間,物質的運動會導致空間的運動,速度會隨著空間的增大而減少,空間的運動也會影響物質的運動。
先看看這一基本定律能否解釋一直困擾人類的宇宙難題,以太陽系為例,太陽自轉,太陽周圍的空間隨太陽轉動,九大行星只是靜止在彎曲運動的空間上,運動速度是隨著太陽周圍的空間增大而減小,太陽以及行星相對於運動空間是不消耗能量的相對靜止,符合能量守恆定律,而牛頓的理論和能量守恆定律有矛盾,星球的自轉牛頓只怪上帝蹬了一腳,而實際上空間運動速度是隨著太陽周圍的空間增大而減小,地球落在兩面運動速度不同運動空間,靠近太陽一面的空間運動速度較快,遠離太陽一面的空間運動速度較慢,較快一面的速度減去較慢一面的速度,剛好等於地球的自轉速度,同時對地球產生壓力,整個宇宙的運動空間互相疊加,對地球的運動造成影響,同時對地球產生更大的壓力,這種力就是萬有引力,可見空間運動的速度差對物體產生萬有引力,也就是加速度對物體產生力的過程,和牛頓定律中的力對物體產生加速度是統一的,也符合廣義相對論的慣性力等效萬有引力理論,也能夠清晰地解釋了萬有引力的超距作用,這是牛頓和相對論所不能解釋的問題。
事實上空間運動的速度差和空間彎曲的曲率.空間的疊加是產生所有宇宙自然力的原因,也就是統一場論,萬有引力和磁力實際上是同一種力,比如電子在導線中流動產生運動空間,當兩根導線電流同向時,導線之間的運動空間產生疊加,空間運動速度比導線外圍的空間運動速度快,從而產生吸引力,而當兩根導線電流方向不同向時,導線之間的空間運動速度相減,空間運動速度比導線外圍的空間運動速度慢,從此而產生斥力,有人認為這是磁力子起作用,我們清楚地知道導線中電子運動就有磁力,電子不運動就沒有磁力,難道電子運動就有磁力子,電子不運動就沒有磁力子,這是不符合物質守恆定律的。統一場論可以解釋宇宙一切問題,包括宇宙起源,了解宇宙運動的本質就會發現愛因斯坦宇宙運動和牛頓慣性運動是不一樣的,傳統上物體的運動速度是單位時間內走過的距離,當物體在引力場中或高速運動時使用牛頓力學去計算就不準確了,必須應用相對論,由於我們生活在慢速的世界很難理解宇宙,我們必須從宇宙的角度去看宇宙,而不能從人的角度去看宇宙,就可以解決所有和宇宙運動有關的問題,例如相對論認為物體在引力場中或高速運動時,物體的時間、體積、質量等參數會發生變化,為什麼 ?傳統上在慣性系中單位時間內從一點到另一點的速度為一,如果兩點之間放入第三點,速度是不會改變的,但從宇宙的角度去看速度加快了,放入的點數越多速度越快,就如從人的角度去看單位時間內我們做的事越多,辦事速度越快,宇宙運動的速度也是一樣,單位時間內運動物體掃過質點的數量越多,其速度越快,相對於運動物體,這些點相對速度也越快,這說明了質量越大的天體,其相對速度也越快,和高速運動的物體產生效應是一樣的,時間.體積.質量等參數會發生同樣的變化。在慣性系統,由於物體運動速度很慢,空間的運動速度、時間、體積、質量等參數發生的變化很小,可以忽略不計。
《統一場論》
宇宙是由空間物質時間這幾個基本元素組成,空間反應物質所在的環境,環境中的物體我們稱為物質,時間是反應物質變化的連續性,而力則是物質變化的原因
首先讓我們了解空間的性質,現在物理學界主要把空間分為三個維度一維二維三維四維,我們所在的空間就是其中的三維空間有三個方向所確立,而四維空間則是在三維的基礎上多了一條時間軸,
讓我來做個比較比如說螞蟻是以氣味感知世界的,它認為這個是界是平面的,而我們是以光的折射來建立世界的模型,所以我們認為世界是三維,那麼我們那麼確定我們所在的空間一定是三維世界嗎,我們知道螞蟻感知不到三維世界是因為螞蟻感官的局限性,那我們的感官難道是萬能的么,我們對外界事物90%是靠眼睛觀察的,那麼它沒有一定的局限性么,如果光反射不了或者速度大於光那我們便觀察不到了,這樣的例子也到處存在著,比如引力磁場慣性黑洞,這些我們都不是靠光感知到的,也就是說我們看到的並不是三維世界,只是這個世界的一部分。
愛因斯坦說過「不存在沒有物質的能量,也不存在沒有能量的物質。」而在「真空」環境中壓力還是存在著的,也就是說「真空」中也存在著物質,而且它們粒子結構更為基本,密度更大,光的波粒二象性也正是因為穿透不了這些粒子做的繞粒子運動,我們的宇宙也正是因為這些粒子場交織在一起所形成,它們之間並不直接影響而是帶動對它們產生阻力的物質運動,就像水流帶動氣泡一樣,所以稱它們為「粒子暗流」。
我們之所以能以每秒29.79KM與地球一個軌道,在自轉軌道沒被甩出,光靠引力產生的重量明顯不合理,而是因為「粒子暗流」帶動了我們比如說誇克,再由誇克傳到質子,再由質子傳到原子,再由原子傳到分子,再由分子帶動我們,對我們產生了慣性質量,所以引力質量並不等於慣性質量,在同一慣性系物體的慣性質量並不顯現,只體現引力質量,如果慣性質量等於我們的引力質量,也就是說光靠我們的體重來維持公轉自轉的速度,那麼1秒後我們將在地球後29.79公里處,所以物質的慣性質量並不等於引力質量。
那麼引力是什麼呢,我們知道物體的質量決定引力的大小,而恆星與我們都是原子結構所以對我們產生壓力的都是同一種粒子,而隨著地表以下這種結構更為密集所以壓力會把我們往下壓,幸好有大氣層緩沖了這種壓力,地表與我們的支持力大於它對我們的壓力,形成引力。所以當物質之間的壓力大於它們的支持力那麼引力便產生了,物體的質量與壓力成正比。
那麼磁場是什麼呢,磁力是由電子運動產生的,我們做個假設,在水池中,有兩個壓力相等的乒乓球團,突然一個乒乓球團的乒乓球少了一個(正電),而另一個乒乓球團卻多了一個(負電),那麼水便會把這個乒乓球壓到少了一個乒乓球的乒乓球團中(電子運動)當這一數量不斷上生,頻率不斷加大,那麼水便會對乒乓球轉移的這一路徑產生頻率壓強,這便是磁場,
電弱統一以成定局,而強力是將原子核保持穩定的力,所以也稱核力,那麼再讓我們回到水池,這個水池現在成為一個立方圓而水池的壓力從外到內加大,水池中有足球,網球,而足球與足球之間水的支持力大與壓力,而在水池的中心,卻有一個相當密集的結構其質量占水池的99.95%以上,而體積卻只佔這個水池的幾千億分之幾,我們知道質量與壓力成正比所以這便是核力,
那麼以上理論能否解釋黑洞呢,我們知道恆星是由大質量天體因承受不住自身的引力坍塌形成的大密度天體,那麼我們知道了質量其實等於壓力,所以是恆星因為質量的增大它的結構卻沒有變化,當恆星的結構承受不住這種壓力時恆星將會破碎,有可能行成更為密集的天體,但這並不是黑洞,當恆星爆炸時因為粒子結構的破碎空間加大外部的粒子會來填充,但在恆星自旋粒子的帶動行成了一個「粒子旋渦」它內部的壓力從大到小,所以被它吸引的物質結構便會不斷的被分解形成更基本的粒子結構,在黑洞的中心,因為這些粒子因為被黑洞分解所以不會受到黑洞的影響,便會以輻射的形式逃脫,當這個「粒子旋渦」的能量消耗代近,那麼粒子將會覆蓋黑洞,產生爆炸,所以黑洞並不是天體,它並不具有穩定的結構,而被吸引進的物質也並不是進如四維空間而是被分解成更基本的粒子。
一方之言 不過當人們統一四力以後面對的是更復雜的平均力 當人類了解後便可以對現在觀察的現象進行解釋和「預測」
4. 宇宙中含量最多的元素是氫(1),第二多的是氦(2),第三多的怎麼是氧(8)
元素周期表是按照相對原子質量的大小進行排布的,不是按照宇宙中元素的含量排的。
5. 氧是宇宙中含量的第3的元素,但是在一般的天體上都不存在氧氣
錯。
氧元素是宇宙中常見的元素,地球的各種元素含量和其類地行星並沒有特殊的。整個太陽系所有星體都誕生於太陽星雲中,所以這些元素會分布於各個天體之中。由於氧元素比較活潑,容易與其他元素形成化合物,所以其他星球大氣中的氧氣含量比較少。
太陽的氧含量佔0.77%,只是這些氧不是以氣體(O₂)的形式存在的,它以等離子的形式存在太陽中。在木星的大氣中有非常微量的氧氣存在。火星大氣中氧氣含量為0.13% 。
(5)宇宙第三元素是什麼擴展閱讀:
在標准狀況下,兩個氧原子結合形成氧氣,是一種無色無臭無味的雙原子氣體,化學式為O₂。如果按質量計算,氧在宇宙中的含量僅次於氫和氦,在地殼中,氧則是含量最豐富的元素。氧不僅佔了水質量的89%,也佔了空氣體積的20.9%。
構成有機體的所有主要化合物都含有氧,包括蛋白質、碳水化合物和脂肪。構成動物殼、牙齒及骨骼的主要無機化合物也含有氧。由藍藻、藻類和植物經過光合作用所產生的氧氣化學式為O₂,幾乎所有復雜生物的細胞呼吸作用都需要用到氧氣。
動物中,除了極少數之外,皆無法終身脫離氧氣生存。但是對於厭氧性生物比如破傷風桿菌來說,氧氣是有毒的。這類厭氧型生物曾經是早期地球上的主要生物,直到25億年前氧氣開始在大氣層中逐漸積累。
6. 宇宙六大元素分別是什麼六個形成宇宙的重大元素
宇宙 宇宙 的六大元素分別為氫元素,氧元素,鐵元素,氮元素,碳元素,鈣元素。這六大元素是整個宇宙中含量比較高,並且也是構成宇宙的基本元素,沒有這六大元素作為宇宙的基礎,宇宙根本就不可能有生命的出現,也不可能持續的發展,經久不衰。
一、氫元素
氫元素是整個宇宙中含量比較多的一種元素也是太陽上最豐富的元素,氫元素同樣也是宇宙中重要的能量來源,地球上絕大多數的恆星都是通過氫元素和氦元素核聚變的形式,散發出巨大的能量,因此沒有氫元素,就沒有地球上如此眾多的能量,自然而然也不可能有生命的出現。
二、氧元素
氧元素是整個地球上相對穩定的一種元素,氧元素也是生命所必需要的元素,任何生命都需要氧氣作為能量的補給,而且氧氣能和絕大多數的元素發生化合,從而衍生出新型的氧化物,具有不同的物理性質和化學性質。
三、鐵元素
鐵元素是整個宇宙中最穩定的一種元素,萬事萬物不管經歷核聚變還是核裂變,最終都要變成鐵元素,所以一般在不斷衰變的物體,最終都會衰變成鐵元素,因此鐵元素不會隨意的跟其他元素發生劇烈的化合效果,性質比較穩定。
四、氮元素
氮元素是一種具有保護氣體的元素,氮元素對生命有一定的保護作用,並且能夠保濕保鮮,在宇宙中,氮元素還充當著緩沖元素的作用,防止反應過於激烈,對其他的生物產生一定的影響。
五、碳元素
碳元素是整個宇宙中重要的生命能量來源,碳元素能夠在高溫的情況下發生燃燒,燃燒能夠給生命帶來熱量和光明,並且碳元素的含量非常多,碳元素同時也是有機物的重要組成部分。
六、鈣元素
眾所周知,每一個地球的星體上都有岩石和土壤,而岩石和土壤中鈣元素確實是不可缺少的元素,鈣元素也是堅硬的元素,鈣元素在大部分的情況下,能夠和其他的元素形成沉澱物,是生產建造的重要元素。
7. 宇宙三大要素
構成宇宙三要素——意識、結構、能量的概括,是人類的智慧能達到的頂峰,人間的任何人,再難逾越這個頂峰,基督的、佛陀的、仙人的、先知的、賢哲的、科學的所有智慧都容納在了這三要素中,三要素囊括了人類幾千年所有的智慧,因為這是宇宙一切的真相,是所有奧秘中的核心奧秘。
8. 廣袤宇宙我們想像不到它到底有多大,宇宙中元素含量排名是什麼
我們無法想像宇宙有多大,人類科學界一直在探索宇宙的奧秘。宇宙形成之初,只有兩種元素,氫和氦。到目前為止,宇宙中形成的自然元素有92種。接下來,我們來揭曉元素在宇宙中的排名。如果你有強烈的好奇心,那就一起來看看吧!
9. 驚喜:宇宙中第三常見的元素與你所認識的不一樣
現存最值得注意的事實之一就是每一種我們觸碰過、看見過或者說有過接觸的材料都由相同的兩種東西組成:帶正電的原子核和帶負電的電子。這些原子相互作用:它們相互推拉,相互結合,吸引和排斥對方,創造新分子,穩定分子、離子、電子能態,毫不誇張地說這些相互作用的方式是我們周圍世界完整存在的原因。
盡管我們的宇宙以及我們能觀察到的宇宙性質都是基於原子及其相關成分的量子和電磁性能,但十分重要的一點是,宇宙的初期,並不具備足以創造我們如今所知物質的所有元素。甚至恰恰相反,它開始不存在任何元素。
圖源:NASA
大家看,為了實現這些不同的化學鍵結構,為了構建復雜的分子用於形成我們能感知到的一切組件,我們需要多種多樣的原子。需要留心的是,這不僅僅是大量數量的原子,而且是大量種類的原子,這意味著原子的原子核內質子數量不同,正是這一點區分不同的元素。
我們每個人體內都需要C、N、O、P、Ca和Fe這些元素。地球地殼則需要硅和大量其他重元素構成,然而為了不斷產生地核內的熱量,需要元素周期表內我們能在自然界中找到的最重的元素:釷、鐳、鈾,甚至是痕量的鈈。
圖源:Wikimedia
但回到宇宙最初的階段,在人類、生命、太陽系出現之前,在岩態行星甚至是第一顆恆星出現之前,我們曾經所擁有的只有熱的電離的質子、中子和電子組成的海洋。沒有元素、沒有原子、沒有原子核,這個初生的宇宙溫度太高了以致於這些都無法出現。只有後來這個宇宙發生了擴展和冷卻,才能夠形成穩定的物質。
隨著時間流逝,第一個原子核熔凝在一起沒有馬上炸開,產生了氫及其同位素、氦及其同位素,還有極少量的鋰和鈹,而後者會放射性衰變成鋰。這個宇宙開始時,按原子核數量來算,有92%的氫,8%的氦以及大概0.00000001%的鋰。如果按質量來算,大概有75-76%的氫,24-25%的氦以及0.00000007%的鋰。無論你怎麼劃分,幾乎都是氫和氦。
圖源:NASA
幾十萬年過後,宇宙冷卻到中性原子能夠形成,在那之後的數千萬年後,引力坍縮使得第一顆星球形成。有了這第一顆星球,核聚變現象不僅僅是為宇宙帶來了光明,且將重元素帶進了我們的現實。
大約是大爆炸之後的五千萬到一億年,第一顆恆星初生之時,大量的氫開始聚變形成氦。但更為重要的是,質量最重的恆星(大概比太陽質量的8倍還多)很快就在僅僅幾百萬年間燃燒盡了這種燃料。一旦它們用盡了其星核心內的氫,氦核緊縮,三個氦核開始聚合形成碳!大約僅僅只是花費了整個宇宙中存在的一兆個(1012)的重型恆星(宇宙最初幾億年形成的1012顆恆星)就使得鋰被打敗了(碳的含量超過了鋰)。
圖源:NSF
碳元素會打破規則成為今天的第三元素嗎?你可能會這樣認為,既然恆星將具有洋蔥構造的元素融合了。氦元素融合形成碳元素,在更高的溫度(經過一段時間)碳元素融合形成氧元素,氧元素融合形成硅和硫,硅最後會融合形成鐵元素。在這條聚變鏈的終端,鐵元素不會再融合成為別的元素,所以星核內爆,恆星成為了超新星。
圖源:NASA
形成這些超新星的步驟及其後果豐富了這個宇宙,使得所有恆星的外層充斥著重新轉換形成的氫、氦、碳、氧、硅和所有的更重的元素,它們是經過一些其他途徑形成的:
但我們不僅僅有此單一的恆星產生方式,我們有很多,現今存在的主要形成方式不僅來自於原始的氫元素和氦元素,而且來自之前恆星形成時產生的一些元素。這非常重要,如果沒有這一點,我們永遠不可能形成岩體星球,僅僅只是一團氫和氦組成的巨型氣團!
圖源:NASA
在超過數十億年的時間里,恆星的產生和死亡的過程在不斷重復,盡管逐漸充斥著越來越多的原料,現在大量的恆星通過我們熟知的C-N-O循環來融合氫,而不是簡單地融合氫成為氦,隨著時間的推移來平整碳和氧的數量(以及有些較少的氮)。
除此之外,當恆星經歷氦融合形成碳時,額外的氦原子也很容易形成氧(甚至加上更多的氦於氧中還能夠形成氖),發生一些我們微不足道的太陽在紅巨星階段下會發生的變化。
原圖
圖解:太陽,它會變為紅巨星(與大角星類似的橙色恆星),圖中是大角星與最大的紅超巨星心宿二。圖源:Wikipedia
但恆星存在一個致命性的行為使碳元素成為宇宙方程中的失敗者:當恆星足夠大使得碳元素開始融合——出現形成類型II超新星的需求——這個過程使得碳近乎完全轉變為氧,當恆星准備好爆炸時這個過程能顯著地製造比碳更多的氧氣。
圖源:NASA
當我們看著超新星殘留物和行星狀星雲——分別是非常巨大的恆星殘留物和類日恆星——我們發現在每種星雲中都會發生氧氣過剩然後超過碳。我們還沒發現有其他更重的元素有接近的情況!
是的,氫仍以極大的餘量成為頭號元素,氦也以非常大的數量作為二號存在,但在所有剩餘的元素中,氧是強有力的三號,緊接著碳是四號,然後氖是五號,氮、鎂、硅、鐵、硫分列六、七、八、九、十號。
原圖
圖解:在太陽系中觀察得到的現代元素豐度。圖源:Wikipedia
更遠的未來會怎樣?
在足夠長的時間內,這個時間至少是現代宇宙年齡的上千倍(更有可能是數百萬倍),恆星持續形成直到燃料被釋放於銀河系空間或盡其所能地被完全燃燒。當到了這個時候,氦可能最後取代氫作為最豐富的元素,或者如果能有足夠的氫從融合反應中分離出來,氫仍舊是頭號元素。在更長的時間尺度內,未被我們的星系釋放出來的物質可能會一遍又一遍融合在一起,那麼碳和氧可能甚至會在某一天超過氦,我們現在的三號和四號元素最後會突破前兩位也有可能?
圖解:這兩個棕色的小不點在難以想像的很長的時間內會合並在一起形成一個恆星,也許最後在足夠長的時間,它的主體會開始融合反應。圖源:NASA
最重要的事就是堅持不懈,因為這個宇宙仍在變化!氧現在是宇宙中豐度第三的元素,在非常非常遙遠的未來,它甚至有機會隨著氫元素(然後可能是氦元素)從高位下落而進一步上升。每次當你呼入氧氣並感到滿足時,要感謝在我們之前存在過的所有恆星:他們是我們能擁有氧氣的唯一原因。
作者: Ethan Siegel
FY: Miss K
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