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宇宙第三元素是什么

发布时间: 2023-01-16 02:56:43

1. 为什么第3、4和5号元素在宇宙中非常罕见

由于锂、铍和硼的产生依赖于高能粒子在宇宙中的偶然碰撞,这使得它们的丰度非常低,只有碳、氧和氦的十亿分之一。虽然这些元素在宇宙中非常稀少,但它们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体上都不存在氧气这句话对吗

宇宙中氧元素普遍存在,但地球氧气远超其他星球,只因光合作用吗
在太阳系中,我们的地球和其他星球相比最独特的地方之一就是它的氧含量了,氧气占了地球大气分量的21%,太阳系有大气层的其他星球的氧气含量都没有这么高,这也是地球上之所以有生命的最重要因素之一。

在太阳系八大行星中,距离太阳最近的水星基本没有大气层,更别谈上面的氧气含量了,水星外的金星的把脐橙倒是非常浓厚,然而基本都是二氧化碳,氧气含量极少,火星的大气层非常稀薄,星球表面大气压不到地球的1%,氧气含量大约为0.15%(土卫五的氧气含量达到70%,但是土卫五大气非常稀薄,氧气浓度只有地球的5万亿分之一,就是比火星也是不如的),然而这个比例基本上已经是是除地球之外最高的比例了,木星大气层中氢气占到了90%,氦气大致为9%,氧气以及其他气体等等加起来约1%,土星和木星类似,天王星和海王星也是以氢和氦为主,此外还有甲烷、氨气和水冰等,氧气所占的分量都极少,唯一拥有大气层的卫星土卫六则以氮气为主,分量占到了98%还多,其他主要是甲烷,乙烷,二氧化碳等。

那么为什么这些星球都几乎没有氧气,而只有我们的地球有那么多的氧气呢?其实主要是两个原因,首先就是氧是一种很活跃的元素,它很容易跟其他元素发生化学反应生成某种氧化物等,但这样的话,它就失去了氧气本该拥有的性质,比如我们的呼吸离不开氧气,但是二氧化碳,一氧化碳等氧化气体就不可以参与我们的呼吸活动。氧元素在宇宙中以及各大星球上本也是大量存在的,但是由于氧元素的活跃性,因此它大都是以化合物的形式存在。

我们都知道阳光照射下绿色植物的光合作用可以产生氧气,其实这个原因正是地球上有大量氧气的主要原因,当光合作用发生的时候,绿色植物可以吸收空气中的二氧化碳,将其分解成氧气和碳,并且将氧气释放出来,由于有大量的绿色植物共同来做这样的工作,所以地球上的氧气含量就很丰富了,地质学家认为,地球海洋中曾经出现过一段蓝藻爆发期,它们就释放了大量的氧气,最丰富的时候逼近大气层气体含量的40%呢!

由于其他星球上并没有地球上这种氧气生成与转化机制,所以那些星球上的氧气含量就很少了,而火星上之所以有0.15%的氧气含量,很可能是因为火星上面曾经有过生命,比如像地球这样出现过大量的绿色植物,因此产生了大量的氧气,但是后来火星变得不再适合生命生存之后,氧气与其他元素发生化学反应成了化合物,于是含量越来越少,但是还剩下了0.15%的残余含量,这个数值或也体现了火星上曾经有过生命的可能性。

3. 宇宙构成有三个要素,这三个要素是什么呢

现代自然科学认为,宇宙构成有三个要素,这三个要素是什么呢?是物质、能量、信息。构成宇宙最基本要素是空间和物质,时间反映了物质运动的先後次序,它们是统一的是不可分割的,假定有限大宇宙有一个物质的中心点发生运动,宇宙空间也就会跟着运动,如果宇宙空间不跟着运动,空间、物质、时间就不是统一的,就不存在宇宙,同样,宇宙空间的运动,中心点也会随之运动。我们从这一哲学思想得到一个宇宙的基本定律,任何物质都有属于自己的空间,物质的运动会导致空间的运动,速度会随着空间的增大而减少,空间的运动也会影响物质的运动。
先看看这一基本定律能否解释一直困扰人类的宇宙难题,以太阳系为例,太阳自转,太阳周围的空间随太阳转动,九大行星只是静止在弯曲运动的空间上,运动速度是随着太阳周围的空间增大而减小,太阳以及行星相对於运动空间是不消耗能量的相对静止,符合能量守恒定律,而牛顿的理论和能量守恒定律有矛盾,星球的自转牛顿只怪上帝蹬了一脚,而实际上空间运动速度是随着太阳周围的空间增大而减小,地球落在两面运动速度不同运动空间,靠近太阳一面的空间运动速度较快,远离太阳一面的空间运动速度较慢,较快一面的速度减去较慢一面的速度,刚好等于地球的自转速度,同时对地球产生压力,整个宇宙的运动空间互相叠加,对地球的运动造成影响,同时对地球产生更大的压力,这种力就是万有引力,可见空间运动的速度差对物体产生万有引力,也就是加速度对物体产生力的过程,和牛顿定律中的力对物体产生加速度是统一的,也符合广义相对论的惯性力等效万有引力理论,也能够清晰地解释了万有引力的超距作用,这是牛顿和相对论所不能解释的问题。
事实上空间运动的速度差和空间弯曲的曲率.空间的叠加是产生所有宇宙自然力的原因,也就是统一场论,万有引力和磁力实际上是同一种力,比如电子在导线中流动产生运动空间,当两根导线电流同向时,导线之间的运动空间产生叠加,空间运动速度比导线外围的空间运动速度快,从而产生吸引力,而当两根导线电流方向不同向时,导线之间的空间运动速度相减,空间运动速度比导线外围的空间运动速度慢,从此而产生斥力,有人认为这是磁力子起作用,我们清楚地知道导线中电子运动就有磁力,电子不运动就没有磁力,难道电子运动就有磁力子,电子不运动就没有磁力子,这是不符合物质守恒定律的。统一场论可以解释宇宙一切问题,包括宇宙起源,了解宇宙运动的本质就会发现爱因斯坦宇宙运动和牛顿惯性运动是不一样的,传统上物体的运动速度是单位时间内走过的距离,当物体在引力场中或高速运动时使用牛顿力学去计算就不准确了,必须应用相对论,由于我们生活在慢速的世界很难理解宇宙,我们必须从宇宙的角度去看宇宙,而不能从人的角度去看宇宙,就可以解决所有和宇宙运动有关的问题,例如相对论认为物体在引力场中或高速运动时,物体的时间、体积、质量等参数会发生变化,为什么 ?传统上在惯性系中单位时间内从一点到另一点的速度为一,如果两点之间放入第三点,速度是不会改变的,但从宇宙的角度去看速度加快了,放入的点数越多速度越快,就如从人的角度去看单位时间内我们做的事越多,办事速度越快,宇宙运动的速度也是一样,单位时间内运动物体扫过质点的数量越多,其速度越快,相对于运动物体,这些点相对速度也越快,这说明了质量越大的天体,其相对速度也越快,和高速运动的物体产生效应是一样的,时间.体积.质量等参数会发生同样的变化。在惯性系统,由于物体运动速度很慢,空间的运动速度、时间、体积、质量等参数发生的变化很小,可以忽略不计。
《统一场论》
宇宙是由空间物质时间这几个基本元素组成,空间反应物质所在的环境,环境中的物体我们称为物质,时间是反应物质变化的连续性,而力则是物质变化的原因
首先让我们了解空间的性质,现在物理学界主要把空间分为三个维度一维二维三维四维,我们所在的空间就是其中的三维空间有三个方向所确立,而四维空间则是在三维的基础上多了一条时间轴,
让我来做个比较比如说蚂蚁是以气味感知世界的,它认为这个是界是平面的,而我们是以光的折射来建立世界的模型,所以我们认为世界是三维,那么我们那么确定我们所在的空间一定是三维世界吗,我们知道蚂蚁感知不到三维世界是因为蚂蚁感官的局限性,那我们的感官难道是万能的么,我们对外界事物90%是靠眼睛观察的,那么它没有一定的局限性么,如果光反射不了或者速度大于光那我们便观察不到了,这样的例子也到处存在着,比如引力磁场惯性黑洞,这些我们都不是靠光感知到的,也就是说我们看到的并不是三维世界,只是这个世界的一部分。
爱因斯坦说过“不存在没有物质的能量,也不存在没有能量的物质。”而在“真空”环境中压力还是存在着的,也就是说“真空”中也存在着物质,而且它们粒子结构更为基本,密度更大,光的波粒二象性也正是因为穿透不了这些粒子做的绕粒子运动,我们的宇宙也正是因为这些粒子场交织在一起所形成,它们之间并不直接影响而是带动对它们产生阻力的物质运动,就像水流带动气泡一样,所以称它们为“粒子暗流”。
我们之所以能以每秒29.79KM与地球一个轨道,在自转轨道没被甩出,光靠引力产生的重量明显不合理,而是因为“粒子暗流”带动了我们比如说夸克,再由夸克传到质子,再由质子传到原子,再由原子传到分子,再由分子带动我们,对我们产生了惯性质量,所以引力质量并不等于惯性质量,在同一惯性系物体的惯性质量并不显现,只体现引力质量,如果惯性质量等于我们的引力质量,也就是说光靠我们的体重来维持公转自转的速度,那么1秒后我们将在地球后29.79公里处,所以物质的惯性质量并不等于引力质量。
那么引力是什么呢,我们知道物体的质量决定引力的大小,而恒星与我们都是原子结构所以对我们产生压力的都是同一种粒子,而随着地表以下这种结构更为密集所以压力会把我们往下压,幸好有大气层缓冲了这种压力,地表与我们的支持力大于它对我们的压力,形成引力。所以当物质之间的压力大于它们的支持力那么引力便产生了,物体的质量与压力成正比。
那么磁场是什么呢,磁力是由电子运动产生的,我们做个假设,在水池中,有两个压力相等的乒乓球团,突然一个乒乓球团的乒乓球少了一个(正电),而另一个乒乓球团却多了一个(负电),那么水便会把这个乒乓球压到少了一个乒乓球的乒乓球团中(电子运动)当这一数量不断上生,频率不断加大,那么水便会对乒乓球转移的这一路径产生频率压强,这便是磁场,
电弱统一以成定局,而强力是将原子核保持稳定的力,所以也称核力,那么再让我们回到水池,这个水池现在成为一个立方圆而水池的压力从外到内加大,水池中有足球,网球,而足球与足球之间水的支持力大与压力,而在水池的中心,却有一个相当密集的结构其质量占水池的99.95%以上,而体积却只占这个水池的几千亿分之几,我们知道质量与压力成正比所以这便是核力,
那么以上理论能否解释黑洞呢,我们知道恒星是由大质量天体因承受不住自身的引力坍塌形成的大密度天体,那么我们知道了质量其实等于压力,所以是恒星因为质量的增大它的结构却没有变化,当恒星的结构承受不住这种压力时恒星将会破碎,有可能行成更为密集的天体,但这并不是黑洞,当恒星爆炸时因为粒子结构的破碎空间加大外部的粒子会来填充,但在恒星自旋粒子的带动行成了一个“粒子旋涡”它内部的压力从大到小,所以被它吸引的物质结构便会不断的被分解形成更基本的粒子结构,在黑洞的中心,因为这些粒子因为被黑洞分解所以不会受到黑洞的影响,便会以辐射的形式逃脱,当这个“粒子旋涡”的能量消耗代近,那么粒子将会覆盖黑洞,产生爆炸,所以黑洞并不是天体,它并不具有稳定的结构,而被吸引进的物质也并不是进如四维空间而是被分解成更基本的粒子。
一方之言 不过当人们统一四力以后面对的是更复杂的平均力 当人类了解后便可以对现在观察的现象进行解释和“预测”

4. 宇宙中含量最多的元素是氢(1),第二多的是氦(2),第三多的怎么是氧(8)

元素周期表是按照相对原子质量的大小进行排布的,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,但是在一般的天体上都不存在氧气

错。

氧元素是宇宙中常见的元素,地球的各种元素含量和其类地行星并没有特殊的。整个太阳系所有星体都诞生于太阳星云中,所以这些元素会分布于各个天体之中。由于氧元素比较活泼,容易与其他元素形成化合物,所以其他星球大气中的氧气含量比较少。

太阳的氧含量占0.77%,只是这些氧不是以气体(O₂)的形式存在的,它以等离子的形式存在太阳中。在木星的大气中有非常微量的氧气存在。火星大气中氧气含量为0.13% 。

(5)宇宙第三元素是什么扩展阅读:

在标准状况下,两个氧原子结合形成氧气,是一种无色无臭无味的双原子气体,化学式为O₂。如果按质量计算,氧在宇宙中的含量仅次于氢和氦,在地壳中,氧则是含量最丰富的元素。氧不仅占了水质量的89%,也占了空气体积的20.9%。

构成有机体的所有主要化合物都含有氧,包括蛋白质、碳水化合物和脂肪。构成动物壳、牙齿及骨骼的主要无机化合物也含有氧。由蓝藻、藻类和植物经过光合作用所产生的氧气化学式为O₂,几乎所有复杂生物的细胞呼吸作用都需要用到氧气。

动物中,除了极少数之外,皆无法终身脱离氧气生存。但是对于厌氧性生物比如破伤风杆菌来说,氧气是有毒的。这类厌氧型生物曾经是早期地球上的主要生物,直到25亿年前氧气开始在大气层中逐渐积累。

6. 宇宙六大元素分别是什么六个形成宇宙的重大元素

宇宙 宇宙 的六大元素分别为氢元素,氧元素,铁元素,氮元素,碳元素,钙元素。这六大元素是整个宇宙中含量比较高,并且也是构成宇宙的基本元素,没有这六大元素作为宇宙的基础,宇宙根本就不可能有生命的出现,也不可能持续的发展,经久不衰。

一、氢元素

氢元素是整个宇宙中含量比较多的一种元素也是太阳上最丰富的元素,氢元素同样也是宇宙中重要的能量来源,地球上绝大多数的恒星都是通过氢元素和氦元素核聚变的形式,散发出巨大的能量,因此没有氢元素,就没有地球上如此众多的能量,自然而然也不可能有生命的出现。

二、氧元素

氧元素是整个地球上相对稳定的一种元素,氧元素也是生命所必需要的元素,任何生命都需要氧气作为能量的补给,而且氧气能和绝大多数的元素发生化合,从而衍生出新型的氧化物,具有不同的物理性质和化学性质。

三、铁元素

铁元素是整个宇宙中最稳定的一种元素,万事万物不管经历核聚变还是核裂变,最终都要变成铁元素,所以一般在不断衰变的物体,最终都会衰变成铁元素,因此铁元素不会随意的跟其他元素发生剧烈的化合效果,性质比较稳定。

四、氮元素

氮元素是一种具有保护气体的元素,氮元素对生命有一定的保护作用,并且能够保湿保鲜,在宇宙中,氮元素还充当着缓冲元素的作用,防止反应过于激烈,对其他的生物产生一定的影响。

五、碳元素

碳元素是整个宇宙中重要的生命能量来源,碳元素能够在高温的情况下发生燃烧,燃烧能够给生命带来热量和光明,并且碳元素的含量非常多,碳元素同时也是有机物的重要组成部分。

六、钙元素

众所周知,每一个地球的星体上都有岩石和土壤,而岩石和土壤中钙元素确实是不可缺少的元素,钙元素也是坚硬的元素,钙元素在大部分的情况下,能够和其他的元素形成沉淀物,是生产建造的重要元素。

7. 宇宙三大要素

构成宇宙三要素——意识、结构、能量的概括,是人类的智慧能达到的顶峰,人间的任何人,再难逾越这个顶峰,基督的、佛陀的、仙人的、先知的、贤哲的、科学的所有智慧都容纳在了这三要素中,三要素囊括了人类几千年所有的智慧,因为这是宇宙一切的真相,是所有奥秘中的核心奥秘。

8. 广袤宇宙我们想象不到它到底有多大,宇宙中元素含量排名是什么

我们无法想象宇宙有多大,人类科学界一直在探索宇宙的奥秘。宇宙形成之初,只有两种元素,氢和氦。到目前为止,宇宙中形成的自然元素有92种。接下来,我们来揭晓元素在宇宙中的排名。如果你有强烈的好奇心,那就一起来看看吧!

9. 惊喜:宇宙中第三常见的元素与你所认识的不一样

现存最值得注意的事实之一就是每一种我们触碰过、看见过或者说有过接触的材料都由相同的两种东西组成:带正电的原子核和带负电的电子。这些原子相互作用:它们相互推拉,相互结合,吸引和排斥对方,创造新分子,稳定分子、离子、电子能态,毫不夸张地说这些相互作用的方式是我们周围世界完整存在的原因。

尽管我们的宇宙以及我们能观察到的宇宙性质都是基于原子及其相关成分的量子和电磁性能,但十分重要的一点是,宇宙的初期,并不具备足以创造我们如今所知物质的所有元素。甚至恰恰相反,它开始不存在任何元素。

图源:NASA

大家看,为了实现这些不同的化学键结构,为了构建复杂的分子用于形成我们能感知到的一切组件,我们需要多种多样的原子。需要留心的是,这不仅仅是大量数量的原子,而且是大量种类的原子,这意味着原子的原子核内质子数量不同,正是这一点区分不同的元素。

我们每个人体内都需要C、N、O、P、Ca和Fe这些元素。地球地壳则需要硅和大量其他重元素构成,然而为了不断产生地核内的热量,需要元素周期表内我们能在自然界中找到的最重的元素:钍、镭、铀,甚至是痕量的钚。

图源:Wikimedia

但回到宇宙最初的阶段,在人类、生命、太阳系出现之前,在岩态行星甚至是第一颗恒星出现之前,我们曾经所拥有的只有热的电离的质子、中子和电子组成的海洋。没有元素、没有原子、没有原子核,这个初生的宇宙温度太高了以致于这些都无法出现。只有后来这个宇宙发生了扩展和冷却,才能够形成稳定的物质。

随着时间流逝,第一个原子核熔凝在一起没有马上炸开,产生了氢及其同位素、氦及其同位素,还有极少量的锂和铍,而后者会放射性衰变成锂。这个宇宙开始时,按原子核数量来算,有92%的氢,8%的氦以及大概0.00000001%的锂。如果按质量来算,大概有75-76%的氢,24-25%的氦以及0.00000007%的锂。无论你怎么划分,几乎都是氢和氦。

图源:NASA

几十万年过后,宇宙冷却到中性原子能够形成,在那之后的数千万年后,引力坍缩使得第一颗星球形成。有了这第一颗星球,核聚变现象不仅仅是为宇宙带来了光明,且将重元素带进了我们的现实。

大约是大爆炸之后的五千万到一亿年,第一颗恒星初生之时,大量的氢开始聚变形成氦。但更为重要的是,质量最重的恒星(大概比太阳质量的8倍还多)很快就在仅仅几百万年间燃烧尽了这种燃料。一旦它们用尽了其星核心内的氢,氦核紧缩,三个氦核开始聚合形成碳!大约仅仅只是花费了整个宇宙中存在的一兆个(1012)的重型恒星(宇宙最初几亿年形成的1012颗恒星)就使得锂被打败了(碳的含量超过了锂)。

图源:NSF

碳元素会打破规则成为今天的第三元素吗?你可能会这样认为,既然恒星将具有洋葱构造的元素融合了。氦元素融合形成碳元素,在更高的温度(经过一段时间)碳元素融合形成氧元素,氧元素融合形成硅和硫,硅最后会融合形成铁元素。在这条聚变链的终端,铁元素不会再融合成为别的元素,所以星核内爆,恒星成为了超新星。

图源:NASA

形成这些超新星的步骤及其后果丰富了这个宇宙,使得所有恒星的外层充斥着重新转换形成的氢、氦、碳、氧、硅和所有的更重的元素,它们是经过一些其他途径形成的:

但我们不仅仅有此单一的恒星产生方式,我们有很多,现今存在的主要形成方式不仅来自于原始的氢元素和氦元素,而且来自之前恒星形成时产生的一些元素。这非常重要,如果没有这一点,我们永远不可能形成岩体星球,仅仅只是一团氢和氦组成的巨型气团!

图源:NASA

在超过数十亿年的时间里,恒星的产生和死亡的过程在不断重复,尽管逐渐充斥着越来越多的原料,现在大量的恒星通过我们熟知的C-N-O循环来融合氢,而不是简单地融合氢成为氦,随着时间的推移来平整碳和氧的数量(以及有些较少的氮)。

除此之外,当恒星经历氦融合形成碳时,额外的氦原子也很容易形成氧(甚至加上更多的氦于氧中还能够形成氖),发生一些我们微不足道的太阳在红巨星阶段下会发生的变化。

原图

图解:太阳,它会变为红巨星(与大角星类似的橙色恒星),图中是大角星与最大的红超巨星心宿二。图源:Wikipedia

但恒星存在一个致命性的行为使碳元素成为宇宙方程中的失败者:当恒星足够大使得碳元素开始融合——出现形成类型II超新星的需求——这个过程使得碳近乎完全转变为氧,当恒星准备好爆炸时这个过程能显著地制造比碳更多的氧气。

图源:NASA

当我们看着超新星残留物和行星状星云——分别是非常巨大的恒星残留物和类日恒星——我们发现在每种星云中都会发生氧气过剩然后超过碳。我们还没发现有其他更重的元素有接近的情况!

是的,氢仍以极大的余量成为头号元素,氦也以非常大的数量作为二号存在,但在所有剩余的元素中,氧是强有力的三号,紧接着碳是四号,然后氖是五号,氮、镁、硅、铁、硫分列六、七、八、九、十号。

原图

图解:在太阳系中观察得到的现代元素丰度。图源:Wikipedia

更远的未来会怎样?

在足够长的时间内,这个时间至少是现代宇宙年龄的上千倍(更有可能是数百万倍),恒星持续形成直到燃料被释放于银河系空间或尽其所能地被完全燃烧。当到了这个时候,氦可能最后取代氢作为最丰富的元素,或者如果能有足够的氢从融合反应中分离出来,氢仍旧是头号元素。在更长的时间尺度内,未被我们的星系释放出来的物质可能会一遍又一遍融合在一起,那么碳和氧可能甚至会在某一天超过氦,我们现在的三号和四号元素最后会突破前两位也有可能?

图解:这两个棕色的小不点在难以想象的很长的时间内会合并在一起形成一个恒星,也许最后在足够长的时间,它的主体会开始融合反应。图源:NASA

最重要的事就是坚持不懈,因为这个宇宙仍在变化!氧现在是宇宙中丰度第三的元素,在非常非常遥远的未来,它甚至有机会随着氢元素(然后可能是氦元素)从高位下落而进一步上升。每次当你呼入氧气并感到满足时,要感谢在我们之前存在过的所有恒星:他们是我们能拥有氧气的唯一原因。

作者: Ethan Siegel

FY: Miss K

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