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出现宇宙超高温状态的主要三种情况


实验室k / 2019-01-14

       宇宙那么大,要上哪儿去找1000万度的高温呢?超高温状态主要出现在下列三种情况下:

       1.形成宇宙的“大爆炸”发生后

       在137亿年前,宇宙诞生于一场大爆炸之中。能创造出宇宙这种庞然大物的爆炸,温度之高可想而知。据说大爆炸1秒后的温度足有100亿度,比1000万度高多了。

       2.发生在太阳等恒星内部的“核聚变”

       恒星内部的温度高于1000万度,也是新元素的摇篮。我们最为熟悉的恒星太阳也是如此。太阳的核心温度有1500万度。在这样的环境下,氢原子会相互聚合,形成新的氦元素。

       但核聚变在太阳上并非随处可见。太阳表面看似烈火熊熊,但温度只有500度左右,无法孕育出新元素。这么一对比,大家就能想象出“1000万度”有多高了吧?

       3.恒星寿终正寝时——“超新星爆炸”

       当一颗巨型恒星(质量超过太阳的十倍)寿终正寝时,会发生爆炸。这就是所谓的“超新星爆炸”。科学家认为,宇宙中那些比铁更重的元素,几乎都是在超新星爆炸后的最初10秒内形成的。

       接着就让我们具体分析一下上面三种情况。

       众所周知,我们的宇宙形成于137亿年前发生的“大爆炸”。问题是,科学家是怎么推测出这一点的呢?

       观测结果显示,宇宙正在不断膨胀。换言之,宇宙原来并没有这么大,时间线越往前推,宇宙就越小。推到底,宇宙就汇集到一个点上。科学家通过计算,发现在137亿年前,宇宙就是一个点。

       当然,上面说的这些都是“纸上谈兵”,但科学家们的确观测到了大爆炸留下的电磁波。要是没有发生过大爆炸,那些电磁波就解释不通了。

       目前学界的主流理论认为,在大爆炸发生100万分之1秒后,基本粒子就诞生了。那些基本粒子聚集起来,在1秒后形成了氢的原子核。在大爆炸3分钟后,氢的原子核聚集在一起,形成了氦。于是氢占92%、氦占8%的原始宇宙就这样形成了。

       之后,大量的氢汇聚到一起,形成了恒星。氢的原子核在恒星内部发生核聚变,产生了氦。巨大的能量在这个过程中被释放出来。正是核聚变产生的能量点亮了无数恒星。

       氢燃烧殆尽后,氦就会发生核聚变,逐渐生成碳(C)、氮(N)、氧(O)等质量更大的元素。

       不过,能在恒星内部形成的元素只到铁(Fe)为止。因为铁的原子核最稳定,恒星内部无法形成比铁更重的元素。


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