我们身体中的碳氧氮钙等元素来自哪里?( 四 )

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在大爆炸后的15分钟 , 宇宙逐渐的膨胀和冷却 , 产生了第一批的化学元素:氢(原子序数为1)、氦(原子序数为2)和微量的锂(原子序数为3) 。 在宇宙只包含这些大爆炸元素时 , 几乎不会发生化学反应 , 也不会产生复杂的分子 。

今天 , 氢和氦依旧占据了98%的宇宙 , 它们是恒星的主要成分 。 这一发现源自于1925年 , 当时年仅25岁的Cecilia Payne-Gaposchkin在博士论文中发表了对太阳成分的第一次精确估计 , 推翻了过去人们普遍认为的观点:太阳与地球相似 。

  • 在哈佛大学的Cecilia Payne-Gaposchkin 。 图片:Smithsonian Institution

大约在大爆炸的一亿年后 , 宇宙中的第一批恒星诞生了 。 在此之前 , 气体还没有冷却到足以使引力克服热压 , 并将气体坍缩成恒星的程度 。 第一批恒星的形成不同于其他所有恒星 , 因为这种气体的组成反应了大爆炸的核合成 , 所以不含碳和氧 。 这些恒星非常巨大 , 在数百万年间 , 它们通过”燃烧“氢气产生能量——通过核聚变将原子结合成氦 , 就像今天在太阳内部发生的一样 。 但最终 , 所有的恒星都会耗尽氢燃料 。 然后它们开始以越来越快的速度制造越来越多的重元素 。

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