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太阳的恩赐:探索物理学未解之谜

时间:2023-11-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:恒星内部发生核融合或者恒星寿命结束发生超新星爆炸,合成了氢与氦以外的元素流入宇宙中,恰好与丰富的氦产生核融合反应,从而大量生产出了氧、碳、氮。我们的太阳系是在宇宙大爆炸约100亿年之后诞生的,宇宙刚好适度地含有形成生命的元素,从而被生命利用。如果是宇宙大爆炸之后100万年的恒星系恐怕就很难有生命诞生了。换句话说,我们的太阳也是在生命最合适的阶段出现的。太阳的恰到好处还不止如此。

太阳的恩赐:探索物理学未解之谜

在生命进化的过程中,宇宙究竟给予了我们什么恩惠呢?其实从始至终,宇宙都眷顾着地球(图7-1)。

图7-1 宇宙的恩惠

大致而言,生物身体的三分之二都由氧构成,因为生物的体重大半是水,而水的质量几乎就是氧的质量。氧和碳、氢、氮加在一起,占体重的96%,其他还有各种微量元素,但生物基本由这四种元素构成。

当然,并不是将氧和碳、氢、氮混合就能产生生命,但地球生物需要这四种元素是最低条件。

而氧、碳、氮这三种元素并不是从宇宙初始就存在的。宇宙大爆炸的元素合成(与《阿尔菲·贝特·伽莫夫论文》相反)只合成了氢与氦。

之后,宇宙逐渐冷却,氢气与氦气聚集形成了恒星。恒星内部发生核融合或者恒星寿命结束发生超新星爆炸,合成了氢与氦以外的元素流入宇宙中,恰好与丰富的氦产生核融合反应,从而大量生产出了氧、碳、氮。(www.xing528.com)

总之,宇宙空间供给生命所必须的氧、碳和氮是在宇宙大爆炸之后,从恒星发生核融合和超新星爆炸开始。在那之前,宇宙中只有氢和氦,氧、碳和氮,以及其他重元素几乎都是不存在的。

我们的太阳系是在宇宙大爆炸约100亿年之后诞生的,宇宙刚好适度地含有形成生命的元素,从而被生命利用。如果是宇宙大爆炸之后100万年的恒星系恐怕就很难有生命诞生了。

换句话说,我们的太阳也是在生命最合适的阶段出现的。

太阳的恰到好处还不止如此。它内部由4个氢原子核与1个氦原子核发生核融合反应,由此产生的热量让太阳放出光辉,于是地球表面得到日光的恩惠。这种核融合反应被称作“质子-质子链反应”。

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