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元素的制造:从大爆炸核合成到快速中子捕获

科学探索万象经验2023-05-08

如此高的温度存在于早期宇宙中。然而,当时宇宙各处的物质密度都非常高,它是一种几乎没有结构的亚原子粒子汤,在这汤里没有原子核,只是组成原子核成分的混合物。只有当它继续膨胀并冷却时,其中一些粒子才有可能粘在一起创造出原子核,然后可以捕获电子来制造原子。在这期间我们可以得到氢、氦和其它一些化学元素。

顺便说一下,制造原子核的过程称为“核合成”,而在大爆炸后几分钟发生的这部分核合成被称为“大爆炸核合成”。但是大爆炸后的膨胀发生得如此之快,以至于只有最轻的原子核才能在这个过程中合成。宇宙继续膨胀,但轻核在引力的作用下聚集起来,形成了第一批恒星。在这些恒星中,引力的收缩作用使它们温度再次升高,足以使这些轻原子核再次相遇,并融合成更重的原子核。这种核聚变会产生能量,这也是恒星发光发热的原因。