地球上的化学元素是宇宙中的全部元素吗?有没有哪些元素是外星才有而地球没有的?

红尘醉爱2019


地球上的化学元素,截止去年,已经发现认证了118种,包括24种人造的和94种天然发现的。


它们之间的分界线就是制造原子弹的重核元素铀(you)元素,铀以上的人造发现的,包括铀及其以下的是天然发现的,所以人造元素,又叫做超铀元素。

这里说明一点,人造元素不是说只是人类造出来的,只是因为苛刻的造就条件和不稳定的核,使得这些人造元素在自然界极其稀有,但本不代表不存在。


人造元素的发现,都是在一些极端环境下产生的,造就这些超重元素的基本原理就是——以较轻的一种或者多种(一般两种)原子核高速相撞,克服两个核子之间的库仑力结合产生的。

这听起来简单,实则困难的多,最初的人造元素,是来自核反应堆产生的,越往后大部分就是靠更高能量的粒子对撞机产生的了。

速度低了不能克服库仑力结合,速度高了又会撞了粉碎,所以制造人造元素并不简单,但总的来说是“大力出奇迹”。

说了这么多,这和问题有什么关系?

归纳一下,就是地球有的,地球以外的地方肯定有,而地球没有的,外星可能有。

这看懂我上面讲的那些理解这个并不难,要知道,地球上单位时间单位体积内产生的能量最高地方,就是粒子对撞机内,也就在这里,才能使得粒子有足够的速度克服它们之间的库仑斥力,结合产生更高核子数的粒子。

但地球上这种能量放到外星来看,就是小巫见大巫,比如和重元素量产最多的超新星相比,粒子对撞机产生的能量根本不值一提。而制造更多元素,需要更大的能量,外星恰恰给了这个可能,所以地球有的,外星都有,地球没有的,外星可能有。

至于外星哪些元素有的地球没有,目前并不知道,无论在外星还是地球,超重元素并不稳定,容易发生放射性衰变,存在时间极短,所以很难即使准确地辨认发现。


挡不住的熵增


地球上天然存在的元素有94种,包括从1号氢到94号钚。而目前已知的元素已经达到了118种,另外24种元素都是人工合成的。如果排除人工元素,那么,宇宙中的其他星球上确实有可能存在地球上天然没有的化学元素。不过,其他星球上超铀元素的丰度应该会非常,并且包含的元素种类与地球不会相差太大。至于原因,这就要涉及到宇宙中的元素来源和星球的演化。

根据标准宇宙模型,宇宙的起源要追溯到138亿年前的无穷小奇点。宇宙的最初时候并没有今天所知的物质,也没有空间。宇宙从大爆炸中诞生大约10秒之后,经历了暴胀的宇宙逐渐冷下来,宇宙开始了持续时间十几分钟的太初核合成过程。在此期间,质子(氢原子核)和中子逐渐形成,并且质子和中子又结合成氦核。

由于宇宙进一步膨胀冷却,密度和温度大幅度下降,宇宙没有条件继续进行核聚变反应。虽然太初核合成只持续了十几分钟,但这个过程产生了如今宇宙中的一切物质基础。由于光子与重子的比例,宇宙合成出的氢的质量占比近乎75%,氦的质量占比近乎25%,另外还有极少量的铍和锂。

在宇宙诞生大约一亿年之后,在经过充分冷却的宇宙中,氢和氦气体云结合形成了第一代恒星。在恒星中,通过氢会发生核聚变反应形成氦。而当氢耗尽(核心区域)之后,氦又会进一步发生核聚变反应形成宇宙中还未出现的新元素。

由于第一代恒星的质量非常高,它们在合成到26号铁元素之后会走向死亡,结果会发生猛烈的超新星爆发。通过中子俘获过程,在超新星爆发期间,又会合成更重的元素。不过,随着原子序数的增加,合成所需的条件越来越苛刻,所以元素丰度也就会越来越低。

在第一代恒星死亡之后,它们合成的重元素会散播到星云中。此后,从这些星云中诞生的恒星就会包含重元素。太阳最初也是从上一代死亡恒星的部分残骸中诞生,所以地球上才会有一系列的重元素,生命才有可能进化出来。

如果星云被大质量恒星的超新星爆发波及到,那么,从这些星云中形成的天体所具有的元素种类跟地球是差不多的,只是丰度上的一些区别而已。当然,其他星球上确实会包含少数地球上天然没有的元素,只是这些元素的丰度应该会非常低。

另外,其他星球上不大可能会出现原子序数特别高的元素,因为超铀元素非常不稳定,它们很容易衰变成更稳定更轻的原子。正因为如此,人工合成出的94号以上的元素通常只能保存很短的时间。

宇宙中除了由各种元素组成的普通物质之外,还可能存在至今未能理解的暗物质。根据观测结果推测,暗物质远多于普通物质,并且它们的组成不再是我们所知的化学元素。


火星一号


这个问题可以很肯定的回答是:全都有。

不仅是宇宙中发现的元素我们都有,而且宇宙还没发现的宇宙,物理学家也能想办法在实验里造出来了。氢和氦是靠宇宙大爆炸初期产生的,恒星内部能合成铀之前的所有的元素。(跟根据B^2FH理论,铁元素之后的元素要在超新星爆发时才能产生。)

地球运气很好,正好在上一代恒星中心附近,在上一代恒星超新星爆炸后,残余物在引力作用下形成了地球。

而99号以后的元素都是科学家自己合成的,现在2016年合成到了118号元素,2017年也有机构公布他们发现了119号,现在科学家其实纠结的不是如何把元素周期表补全。(这其实是100年前在考虑的事情)他们现在更想知道元素周期表的尽头在哪里?

根据稳定岛理论,尽头可能是126号。

根据费曼对精细结构常数推算,尽头很可能是137号。

根据狭义相对论对于最内层电子光速的限定,尽头可能是172号。

这个是现在还没有定论的。


钟铭聊科学


在地球运动的这个速度下,宇宙中不存在地球上没有的元素,但是有可能存在地球上已有元素的同位素,而这种同位素地球上是没有的。


令狐令狐令狐


门捷列夫的元素周期表,已经穷尽了宇宙中的所有元素,这些元素在地球上都有存在,这个宇宙中不存在地球上没有的元素。


黄河208409052


你知道黑洞里面发生了什么吗?人类直到灭亡都不可能弄清楚宇宙中到底有多少元素。


用户9709596333424


重元素非常不稳定,即使可以合成,但只能存在极短时间,有意义吗?从量子层面说,质子中子电子等才是基本粒子,原子只是基本粒子不同的组合形式而已,深究元素种类没有太大意义


v冰心依旧


按照宇宙大爆炸理论,宇宙诞生于138亿年前的一场大爆炸,那么这场大爆炸所喷射击的各种粒子中,最容易合成的稳定原子是什么?这个能用实验验证吗?


春的天堂


找到了反物质就有了,一个新的元素周期表


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