«Die zwei häufigsten Element im Universum — Wasserstoff und Dummheit». — Harlan Ellison. Nach Wasserstoff und Helium, die im Periodensystem sehr oft gehen die überraschungen. In der erstaunliche Fakten, die es gibt und die Tatsache, dass jedes Material, das wir jemals betroffen haben, die gesehen haben, mit denen interagiert, besteht aus den gleichen zwei Dinge: Atomkerne, positiv geladene, und die Elektronen, die negativ geladenen. Die Art, wie diese Atome miteinander interagieren — wie Sie drängen, binden, angezogen und abgestoßen, wodurch eine neue stabile Moleküle, Ionen, elektronische energetischen Zustand — eigentlich, bestimmt die malerische Welt um uns herum.
Auch wenn gerade die Quanten-und die elektromagnetischen Eigenschaften der Atome und deren Komponenten ermöglichen unserem Universum existieren, mit denen die Eigenschaften, dass Sie haben, ist es wichtig zu verstehen, dass das Universum begann ganz und gar nicht mit all diesen Elementen. Ganz im Gegenteil, begann Sie praktisch ohne Sie.
Sehen Sie, um zu erreichen, die Vielfalt der Strukturen der Kommunikation und bauen komplexe Moleküle, die die Grundlage von allem, was uns bekannt ist, müssen sehr viele Atome. Nicht in quantitativer Hinsicht, sondern in vielfältigen, das heißt, dass die Atome mit unterschiedlicher Anzahl von Protonen in Ihre Atom-Kernen: genau das macht die Elemente unterschiedlich.
Unsere Körper brauchen Elemente wie Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor, Kalzium und Eisen. Die Rinde unserer Erde braucht, um Elemente wie Silizium und viele andere schwere Elemente, während der Kern der Erde — zu produzieren Wärme — braucht Elementen, wahrscheinlich die ganze Periodensystem, die in der Natur vorkommen: Thorium, Radium, Uran auch Plutonium.
Aber zurück zu den frühen Stadien des Universums bis zum erscheinen des Menschen, des Lebens, unseres Sonnensystems, bis zu den ersten festen Planeten und sogar die ersten Sterne — wenn alles, was wir hatten, es ist heiß, ионизированное Meer Protonen, Neutronen und Elektronen. Es war nicht der Elemente, Atome und war nicht Atomkerne: das Universum war zu heiß dafür. Und nur, wenn das Universum expandiert und abgekühlt ist, ist, wenn gewisse Stabilität.
Einige Zeit vergangen. Die ersten Kerne miteinander verschmolzen und nicht mehr auseinander, indem Sie Wasserstoff und seine Isotope, Helium und seine Isotope sowie winzige kaum sichtbare Mengen an Lithium und Beryllium, der Letzte anschließend radioaktiv zerfallen auf der li. Mit dieser begann das Universum: nach der Zahl der Kerne — 92% Wasserstoff, 8% Helium und über 0,00000001% Lithium. Nach der Masse — 75-76% Wasserstoff, 24-25% Helium und 0,00000007% Lithium. Am Anfang gab es zwei Worte: Wasserstoff und Helium, auf diesem kann man sagen, alle.
Hunderte und Tausende von Jahren später das Universum kalt genug, um die konnten sich Neutrale Atome, und Dutzende von Millionen Jahre später gravitative Kollaps ließ stattfinden erste Sternen. Zusammen mit diesem, ein Phänomen, das die Kernfusion nicht nur füllte das Licht, das Universum, sondern erlaubt bilden schweren Elementen.
Zum Zeitpunkt der Geburt der ersten Sterne, irgendwo 50-100 Millionen Jahre nach dem Urknall, reichliche Mengen von Wasserstoff Anfang verschmelzen zu Helium. Aber was noch wichtiger ist, die massive Sterne (8-mal mehr Masse unserer Sonne) verbrannt, um Ihre Kraftstoff sehr schnell, выгорая nur für ein paar Jahre. Wie nur in den Kernen von stars endete Wasserstoff, гелиевое Kern zog sich zusammen und begann zu verschmelzen drei Kern eines atoms in Carbon. Es dauerte nur Billion dieser schweren Sternen im frühen Universum (die hat viel mehr Sterne in den ersten paar hundert Millionen Jahre), um die Lithium besiegt wurde.
Und hier finden Sie wahrscheinlich denken, dass der Kohlenstoff wurde das Element Nummer drei in unseren Tagen? Darüber kann man denken, da die Sterne synthetisieren Elemente in den Schichten, wie eine Zwiebel. Helium wird in einer Kohlenstoff -, Kohlenstoff -, Sauerstoff (später und bei höheren Temperaturen), Sauerstoff in Silizium und Schwefel und Silizium-Eisen. Am Ende der Kette Eisen kann nicht verschmelzen nichts mehr, so dass der Kern explodiert und der Stern wird der Supernova.
Diese Supernovae, die Stufen, die zu ihm geführt haben, und die Folgen bereichert das Universum Inhalt der äußeren Schichten des Sterns, Wasserstoff, Helium, Kohlenstoff, Sauerstoff, Silizium und allen schweren Elementen, die sich gebildet haben, während andere Prozesse:
- langsames Neutron Capture (s-Prozess), konsequent выстраивающего Elemente;
- Fusion von Helium-Kerne, die mit schweren Elementen (mit der Bildung von Neon, Magnesium -, Argon -, Calcium-und so weiter);
- die schnelle Erfassung des Neutrons (r-Prozess) mit der Bildung der Elemente bis Uran und weiter.
Aber wir hatten nicht eine Generation von Sternen: wir hatten viele, und die Generation, die gibt es heute, gebaut in Erster Linie nicht auf die jungfräuliche Wasserstoff und Helium, aber auch auf die überreste von früheren Generationen. Dies ist wichtig, da ohne diese bei uns würde nie war der festen Planeten, nur Gasriesen aus Wasserstoff und Helium, ausschließlich.
Für Milliarden von Jahren der Prozess der Bildung und Tod der Sterne wiederholte sich, alle mit mehr und mehr angereicherte Elementen. Anstatt einfach zu verschmelzen Wasserstoff in Helium, massive Sterne abgelassen Wasserstoff in einem Zyklus von C-N-O, mit der Zeit übereinstimmende Mengen von Kohlenstoff und Sauerstoff (und etwas weniger Stickstoff).
Darüber hinaus, wenn die Sterne durch гелиевый Synthese mit der Bildung von Kohlenstoff, ist ganz einfach zu erfassen extra-Atom Helium mit der Bildung von Sauerstoff (und sogar noch ein Helium-Sauerstoff mit der Bildung von Neon), und auch unsere Sonne wird dies während der Phase der roten Riesen.
Aber es gibt ein tödlicher Schritt in den Star-Quelle, die ausschließt, Kohlenstoff aus der kosmischen Gleichung: wenn der Stern wird Massiv genug, um eine Fusion von Kohlenstoff — das ist die Notwendigkeit für die Bildung einer Supernova Typ II — Prozess, der verwandelt Gas, Sauerstoff, geht bis zum äußersten, wodurch viel mehr Sauerstoff als Kohlenstoff, zum Zeitpunkt, wenn der Stern ist bereit, zu explodieren.
Wenn wir uns die überreste der Supernova und die planetarischen Nebel — Reste sehr massiven Sternen und солнцеподобных Sternen entsprechend — wir finden, dass der Sauerstoff überlegen Kohlenstoff Massiv und quantitativ in jedem der Fälle. Wir haben auch festgestellt, dass keiner der anderen Elemente schwerer und nicht in der Nähe steht.
Also, Wasserstoff #1, Helium #2 — dieser Elemente im Universum sehr viel. Aber der verbleibenden Elemente Sauerstoff hält zuversichtlich, #3, die ihm Kohlenstoff #4, Neon #5, Stickstoff #6, Magnesium #7, Silizium #8, Eisen #9 und Mittwoch rundet die Top-TEN.
Was die Zukunft uns bringen?
Nach ausreichend langen Zeitraum, die in die Tausende (oder Millionen) mal größer als das aktuelle Alter des Universums, die Sterne werden sich weiter zu bilden oder speit Kraftstoff in den intergalaktischen Raum, oder verbrennt sein wie möglich. In dem Prozess, Helium kann schließlich zu umgehen Wasserstoff über die Prävalenz, also, oder Wasserstoff bleibt auf der ersten Zeile, wenn genug isoliert von den Reaktionen der Synthese. Auf der langen Distanz Substanz, die nicht ausgeworfen wird, die aus unserer Galaxie, kann zu verschmelzen, wieder und wieder, so dass die Kohlenstoff-und Sauerstoff passieren, auch Helium. Möglich, Elemente #3 und #4 werden die ersten zwei.
Das Universum verändert. Sauerstoff — das dritthäufigste Element in der modernen Universum, und in einer sehr, sehr Fernen Zukunft, vielleicht steigt der Wasserstoff. Jedes mal, wenn Sie atmen die Luft und das Gefühl der Befriedigung von diesem Prozess, denken Sie daran: die Sterne — der einzige Grund für die Existenz von Sauerstoff.