我們身體裡的每一個原子是不是都有幾十億年的歷史,沒法制造、也沒法消滅一個原子?

東北男2019


基本上可以這麼說,地球存在多久,我們身體內的原子就存在多久。

除了放射性元素外,大部分元素的原子核都很穩定,基本上不會發射衰變,所以絕大部分元素從形成開始,到現在都沒有任何變化。當然也不能說的絕對,因為化學反應的時候還是會破壞原子外層的電子軌道的,元素得失電子,狹義上講也算是元素的一種變化。但如果僅看原子核變沒變來定義元素是否變化的話,那就是沒有任何改變了,幾億年來都如此。

所以,我們每個人身體裡的原子基本上都存在了46億年,即地球誕生時開始存在一直到如今。當然,有些元素的存在時間還不僅僅是46億年,因為它們在地球存在之前都已經存在了。甚至有的就是在宇宙大爆炸沒多久後產生了,一直穩定存在到現在。不過有個原子有些特別,它就是氫原子,僅有一個質子作為原子核,一個核外電子。對於氫原子來說,我們無法定義它變沒變,因為它只要和其它元素反應,那麼就只剩下一個質子了。

至於我們可以不可製造原子或者消滅原子,身體內是不可能的。因為我們體內發生的都是化學反應,不涉及原子核的改變。但是利用儀器,到是可以創造原子。比如元素週期表中的人造原子,就是認為創造了。只不過很不穩定,半衰期很多。而消滅原子,只需要時期產生核反應就行。聚變或者裂變都可以,這個核彈就可以實現。


科學探秘頻道


地球上目前已經發現了90多種元素,人體內就有60多種。人體內的60多種元素有最輕的氫元素,也有相對較輕的碳、氮、氧等,也有鐵以及比鐵重的碘、鋅、銅、錳、硒等微量元素。這些元素不論在人體內含量高低,對人體的健康都非常重要。

人體內的這些元素都是從地球上獲取的,地球的年齡大約是46億歲,組成人體的這些原子是不是也有了46億歲的年齡?未必都是,有很多原子的壽命已經超過了46億歲,甚至可能超過了100億歲,也有一些比較古老但是還不到46億歲的,也有一些是新近形成的原子。

宇宙中含量最多的元素是氫,一個質子加一個電子就構成了氫原子,宇宙誕生後不久就可以產生出大量的氫原子。這些氫原子聚集在一起形成第一代恆星,依靠恆星的聚變製造出較重的元素。晚年大質量的恆星發生超新星爆發的過程還會製造出很多比鐵重的元素。經超新星爆發噴射出的物質又可以重新依靠萬有引力聚集在一起形成第二代恆星、第三代恆星等。

通過光譜分析可以知道,太陽上含有一些較重的元素,地球上也有很多較重的元素,這表明太陽不是第一代恆星,太陽是之前更大一顆恆星噴射出的物質聚集在一起形成的,地球是上一顆恆星製造出的較重的物質聚集在一起形成的。太陽以及地球上的很多原子,其年齡會超過太陽或地球的年齡。

水是人體內含量最多的化合物,地球上豐富的水並不一定是在地球誕生時就形成了,有人認為是含水豐富的彗星撞擊地球將水帶到地球上的緣故。如果是這樣,這些水的年齡就不容易確定了。

宇宙射線中含有大量的質子,質子和電子結合後就製造出一個氫原子。這種制氫的方法一直在上演,你身上的一些氫元素,有可能就是近期靠這種方法制造出來的,這樣的氫元素就非常年輕了。類似的情況還有,宇宙射線和大氣作用、和地球上的物質作用會將一種元素變成另一種元素,這樣的話也會產生新的原子。

有一部比較風靡的電視劇的主角是一位來自星星的帥哥,其實我們每一個人都可以算作是來自星星的物質組成的。我們身上的各種元素,是宇宙滄桑的記錄。


刁博


客觀地說,我們身體裡每一個原子年紀都比我們自己年紀還要大,當然我們的壽命在它們面前,可以完全可以忽略不計,實際上,連地球壽命都沒有辦法和它們進行比較。那具體是咋回事呢?

宇宙大爆炸

我們要從宇宙大爆炸說起,我們現在知道宇宙誕生於一次大爆炸,大爆炸之後短暫的時間內,宇宙中只有光子,夸克等基本粒子,宇宙“基本上”可以看成是純能量的,原因是像電子,質子,中子都沒有出現,更不要說原子了。

那早期的原子結構是咋來的呢?我們這裡還是要拆解一下,我們初高中都學過原子結構,原子是由電子和原子核構成的,而原子核又是由質子和中子構成的。

(當然這個說法並不精準,但並不妨礙我們對後面的事情進行理解。)

也就是說,原子結構想要出現至少需要質子、中子、電子的存在。那三種粒子是咋來的呢?其實就一個字:

我們都知道物質其實都有對應的反物質,比一個電子的反物質就是正電子,如果它們撞到一起就會湮滅。

而早期的宇宙溫度特別特別高,都在幾十億的水平。在這樣的環境下,一堆光子所獲得的能量能夠高於一對電子所對應的的能量(可以通過E=mc^2來計算),那麼一對光子對撞後就有可能產生電子,當然其他的質子和中子也可以通過這個方式來。下圖中閾值溫度就是光子所需要的溫度。

在形成電子,質子,中子後,這時候的電子,質子,中子就像一鍋粥一樣都擠在一起,沒有完整的原子結構,這時候溫度還太高,直到宇宙38萬歲後(也就是宇宙大爆炸後,過了38萬年),宇宙的溫度降到了2700度左右,這時候原子結構形成。不過,這時候並沒有辦法形成極為複雜的原子結構,早期形成的原子基本上都是氫原子和氦原子,它們是原子序數最小的兩個元素原子。(當然,其實還有極為少量的原子序數更高的其他元素原子。)

所以,宇宙中包括你身上的氫原子都有138億歲了,從物質層面上看,它們是宇宙中最早的原住民。

那其他元素又是哪裡來的呢?

其他的元素

宇宙大概2億歲時,宇宙中的星雲物質由於引力坍縮,開始形成大質量的恆星。這些恆星內部就發生核聚變,一開始先是氫核聚變,生成氦。

然後氦核聚變再生成碳和氧。

然後碳、氧還會繼續發生核聚變再生成原子序數更大的元素原子,所以恆星就像是元素的煉丹爐一樣,一路修煉到鐵元素原子(其實也會有少量原子序數更高的元素原子。)所以,除了氫和氦之後,大部分原子序數在鐵之前的元素原子都是由核聚變反應鍛造出來的。

而比鐵原子序數更高的元素是咋來的呢?

主要有兩個途徑,

  • 超新星爆炸
  • 中子星合併

如果一顆恆星的質量足夠大,最終會引爆自身,發生超新星爆炸,在這個過程中就會合成原子序數比鐵更高的元素原子。

但是像金元素,銀元素的合成,按照目前最新的研究成果來看,它們大部分是由中子星的合併合成的。

所謂的中子星合併,其實和上面聊到的超新星爆炸是有關係的,大質量恆星尤其是(10倍太陽質量)的恆星,在演化的後期,如果核心的質量大於1.44倍太陽質量,小於3倍太陽質量,內核就會形成一顆中子星,這種天體半徑也就10~30公里,但是僅僅一勺的中子星就大概要幾億噸,是極其緻密的天體。如果兩顆中子星相遇,就會發生合併事件。這可以說是宇宙中最刺激的事件之一了,在整個過程中就會合成金元素、銀元素等原子序數特別高的元素原子。

所以,金子特別貴重也是有有道理,因為中子星合併其實是很少發生的。以上就是各種元素原子的由來。

而我們人體當中最多的是氧,然後是碳,再然後是氫和氮,磷。

我們可以看一下它們在元素週期表中的位置。

通過上文所說的,我們至少能知道的是,我們體內的氫原子是138億歲,而碳、氮、氧等元素至少要大於45億歲,最年輕也應該是上一代恆星生成的產物,畢竟地球是沒有能力生產這些元素,而它們最高可能能達到第一代恆星出現的時期,也就是136億歲。

除此之外,我們還應該知道,我們身上的元素都是在恆星的核心也就是恆星的心臟生成的,聽起來是不是有點厲害?


鍾銘聊科學


太陽系誕生至今已有46億年的歷史,地球的年齡也大約有46億年。人類是由原子構成的,那麼是否也意味著人類身體內的原子的壽命也有46億年?

這是一個很有趣的問題,深挖一下,構成該宏觀物體的粒子的壽命與宏觀物體的壽命一樣嗎?原子有壽命嗎?它的壽命是多少?

為了解釋清楚這個問題,我們先從別的方面切入。

人體主要由哪幾種原子構成?

無論是天上飄的白雲,還是地下跑的馬兒,都是由原子構成的,整個太陽系也是由原子構建而成的。

包括人造和天然存在的,目前人類已經發現118種元素,而地球上總共存在90多種天然元素,地球上的碳基生命主要由28種元素構成。人體主要由氧、碳、氫、氮、磷、硫、氯、鉀、鈉、鈣和鎂這11種元素構成,它們佔據人體總質量的99.9%,此外人體中還含有十幾種必要的微量元素。


這裡需要說明一下,同一種元素可能存在好幾種同位素(質子數相同,中子數不同),其中的一種我們稱之為核素,一種核素便對應著一種原子。

比如氫元素,它是宇宙中最簡單的元素,它就擁有三種同位素。在宇宙中氫以氕H、氘D和氚T三種同位素的形式存在,其中氕作為氫元素的一種核素,其在自然界中的相對丰度大約為99.985%,我們通常所說的氫原子就是指的氕,它由一個質子和一個電子構成,質量數為1,它是宇宙中最簡單的原子。而氘則由一個質子、一箇中子及一個電子構成,質量數為2,相對丰度約為0.015%;至於氚的相對丰度則低於0.001%,質量數為3,原子核中含有一個質子、兩個中子。

上圖為氕和氘的原子結構示意圖

原子的壽命有長有短

原子的壽命並不是無限的,不同種類的原子的壽命是不同的。穩定原子的壽命,理論上與宇宙的壽命相當。不穩定的原子的壽命是不同的,長的可達幾十億年,短的不過數秒。

原子由質子、中子和電子構成,穩定元素的原子的壽命,可以用這些粒子的平均壽命來估計。其中,電子的平均壽命無限,自由質子的平均壽命至少為10^35年,自由中子的平均壽命約15分鐘。不過中子在原子核的束縛下,壽命會變得非常長,中子同樣能夠穩定原子核。通常認為質子非常穩定,不易發生衰變,壽命比宇宙的壽命還長。由此可見,由這些粒子構成的穩定元素的的原子的壽命也是非常長的,如果不發生意外,幾乎與宇宙的壽命一樣長。


而不穩定的原子,其壽命千差萬別。所有的放射性核素都是不穩定的,它們會自發的以向外界發射出粒子或者射線的形式,衰變成穩定的原子。元素週期表中原子序數(或質子數)84及以後的元素都是放射性元素,許多穩定元素也都擁有放射性同位素,它們會通過衰變轉變為穩定的元素。

對於放射性元素的壽命,即不穩定原子的壽命,我們可以用半衰期來描述。

上圖為部分核素的半衰期

那什麼是半衰期呢?

半衰期是針對放射性元素(更準確一點,應該稱之為放射性核數)而言的,只有放射性元素才具有半衰期。比如碳元素的同位素碳14,它的放射性半衰期大約為5730年,這意味著,1千克的碳14原子經過5700年之後,就只剩下0.5千克的碳14原子了,另外0.5千克會衰變成穩定的氮14原子。

同種元素的不同核素的壽命也是天差地別,比如釙元素的同位素釙210和釙215,一個半衰期長達三個月,另一個僅為0.00018秒。在氫的三種同位素中,氚就具有放射性,它的半衰期為12.33年。

原子的創生與毀滅

一種原子可以通過核反應變成另一種原子,核反應的方式包括核聚變、核裂變、原子核的衰變、粒子轟擊。

宇宙中最早的一批原子源於宇宙大爆炸,那時的宇宙中的主要元素是氫,氫在萬有引力的作用下會形成恆星。宇宙中的第一批恆星在衰老死亡之後,會將大量新元素(比如碳、氧等元素)拋出。

宇宙中的星系主要由恆星構成,每一顆恆星就是一個核聚變反應堆,無時無刻不在製造著新原子,除了氫元素以外,包括鐵等輕元素幾乎都是在恆星的大熔爐中產生的。當一顆恆星走到了生命的盡頭,就有可能會在引力的作用下發生超新星爆發,鐵之後的重元素就是在這短短的幾秒鐘時間內形成的。




如果沒有恆星,也就沒有足夠的原材料形成地球,更不會誕生生命。宇宙中最早的一批原子便是氫原子,其它的原子都是在此基礎上由氫原子聚變而成的。

宇宙射線中89%都是自由質子,10%是阿爾法粒子(即氦4原子核),質子和電子會自發地結合成氫原子,此外宇宙射線還有可能會和其它原子發生核反應。


對於穩定的原子,我們無法測定它的年齡;只有放射性核素的原子才能測定年齡

世界上沒有兩片完全相同的葉子,可從微觀世界看來卻不是這樣子的。


決定原子種類的是核子數,不同的質子數對應著不同的元素,不同的中子數對應著不同的核素。對於同一種穩定的原子,我們無法對它們進行標記,也就是說它們具有全同性。


比如兩個氫原子,我們無法判斷,究竟哪一個是新產生的,哪一個是後產生的,它們究竟經歷了多少年。

對於放射性核素,我們可以通過測量它的衰變情況,來判斷它的大致年齡。正是基於這個原理,科學家們可以利用放射性同位素對遠古生物進行年代測定,還可以用來鑑定古董。

如圖所示,不同放射性元素的測年範圍

總結

人體60%都是水,水是由氫原子和氧原子構成的,而水中的氫原子很有可能就是最近幾百萬年內剛剛誕生的。還有一些其它元素,很有可能也是最近剛剛誕生的。此外,人體中還含有微量的放射性同位素,其實不僅人體內有,自然界中到處都分佈著放射性同位素,只不過輻射劑量非常小,根本察覺不到,對人體本身也沒有危害。這些人體內的放射性元素也會發生衰變,壽命肯定沒有幾十億年。

由此可見,不是所有原子都和地球一樣擁有幾十億年的歷史,原子同樣存在創生與消滅,原子也有壽命,片面的認為我們身體中的原子都有幾十億年的歷史是不正確的。


科學探索菌


宇宙大爆炸之初是“一碗基本粒子的濃湯”。幾十萬年後它們結合成簡單的氫原子和氦原子。如果恆星演化從未發生,那麼宇宙至今依然只是氫和氦,別無其它。

然而圍繞著我們的世界——汽車、書桌、人類,還有行星、原星系團——僅有三種粒子組成:上夸克、下夸克和電子。這三種粒子可以組成原子、分子、化合物,以及我們能想到的任何物質。




我們周圍的一切都有其獨特的歷史,無論是汽車、書桌,還是人體。想要真正明白他們從何而來,必須首先了解恆星的演化。

恆星不會永存,它們從誕生度過一生之後死去。比如太陽,它誕生於46億年前,預估還有50億年的生命。

我們難以察覺到任何一顆恆星的緩慢演化,但我們在銀河系中都可以看到處於不同演化階段的恆星。這就是天文學家們創造出恆星演化故事的方法。



事實上,恆星間並非真空,而是充斥著氣體。很多地方氣體很熱且極度稀薄,但其他地方冷卻後的星際氣體雲密度很高,以至於這些粒子能收到引力的作用,氣體雲發生坍縮而聚焦到一起。

一顆恆星的最初直徑(大小)取決於星際氣體雲的質量。質量越大,核心密度越大,核聚變反應也越激烈。更多的核能意味著更高的壓強和溫度,最後恆星在一個遠大於太陽的尺度上達到靜力平衡。就這樣,大自然“生產”了一顆大質量的明亮的巨星。

相反,如果星際氣體雲質量很小,如果能發生核聚變,就只能誕生一顆較小質量的、暗淡的矮星。

較小質量的恆星(比如太陽)在未來幾十億年中,核心的氫不斷被消耗,產生更多的氦。氦核密度增大到一定量級會引發另一輪氦聚變,形成更重的元素,先是碳,然後是氧。當恆星變為紅巨星,進而膨脹成色彩斑斕的行星狀星雲,其大部分氦都被轉化了碳與氧,所有元素被拋入到太空。恆星坍縮成一顆白矮星而死亡。

大質量恆星,由於外層對核心的擠壓更劇烈,碳氧核的密度和溫度遠比太陽大得多,以至於引發新一輪的碳核聚變。

在大約1000年(具體取決於恆星質量大小)的時間裡,碳轉化為氖、鎂、鈉,以及更多的氧。

隨著演化的加快,碳、氖先後被耗盡,恆星核心充斥著氧和鎂。恆星不斷地收縮直到氧聚變結束,氧被轉變成硅以及少量的硫和磷。

恆星核心耗盡氧後再次收縮升溫,然後在短時間內硅聚變成多種其他元素,包括氬、鈣、鈦、鉻,以及鐵和鎳。這是一個天文尺度的熱核炸彈發生了爆炸。


如果把這顆恆星炸彈剝開,它酷似一個洋蔥。其核心是氣體的鐵、鎳,具有極高密度和溫度。包圍在鐵鎳核心外的是硅和硫的殼層,往外是鎂、氖、氧層,再往外依次是氧、碳、氦和氫的殼層。這時大部分的氫已經被吹到太空中了,殼層之間核聚變依然在進行。

隨著硅被耗盡,恆星的核能失去源泉,核心再瞬間發生坍塌,相當於數倍太陽質量的超熱氣體被壓縮成密度約每立方毫米10萬噸的中子星。而佔恆星質量大部分的外殼將會以爆破的姿態進入太空,即超新星爆發。已經合成的所有元素都被劇烈的爆炸拋射到太空。




前面提到的汽車、書桌和人體,它(他)們都包含了大量的元素。比如,碳、氧、氮、鈉、鈣、磷、鎂、鋁和鐵,所有這些元素在宇宙誕生至今的138億年裡,在恆星內部被“創造”出來。它們只佔宇宙原子總質量的1%左右。


科學家還告訴我們,被星風吹到太空中,在行星狀星雲裡,以及通過超新星爆發,元素以這些方式進入星際空間。小部分重元素,比如銅、鋅、金、鈾等在超新星爆發後或中子星的災難性碰撞中被創造出來。

新一代的恆星有行星陪伴,其中有的行星足夠溫暖到可以存儲液態水。至少在地球上,碳基分子曾如雨般降落,組成第一代生命體。46億年之後,地球上有了鮮花和小鳥,還有我們人類。


這就是科學給我們講的美妙故事:我們身體裡的每一個原子都有數十億年甚至百億年的歷史。我們肌肉裡的碳、骨骼中的鈣、血液中的鐵、DNA中的磷......都是遙遠的恆星核聚變反應生成的,我們無法創造、也不能消滅它們。

(謝謝閱讀)


看松讀畫軒


讓我們回到宇宙大爆炸初期,在大爆炸之後10^-35秒,輕子、一些玻色子出現了,10^-12秒,質子、中子出現了,大爆炸之後的100秒左右發生了整個宇宙範圍之內的原初核合成,經過這次核反應,大量的氘、氦、鋰形成了。

轉眼間,來到了宇宙大爆炸後的5.5億年,此時,第一批恆星出現了,由於恆星的出現,一座座核反應工廠點亮了整個宇宙,就像是一盞盞燈籠。

它們是元素製造機,不斷地製造一些原本宇宙中沒有的元素,一些比鋰元素更重的開始出現了。

人的身體中約含有7,000,000,000,000,000,000,000,000,000個原子,這是一個驚人的數目,在人的身體中含有了元素週期表中包含的大量元素,它們是不是都有幾十億年的歷史呢?

不一定的。

有的年輕、有的古老,但大部分都是古老的,都是有著幾十億年甚至也有與宇宙年齡差不多大的存在,年紀輕的只是少數,大多都為自然界中天然放射性核素自然衰變後的產物。

人類已經發現或者自己製造了119種元素,按照元素週期表上來看,不同種類的原子含有不同的質子數,所以可以通過調整質子數來改變物質或製造新的原子,當然了,這也談不上是製造,因為現階段所謂的創造新元素只是在高溫高壓的環境中轟擊重原子核得到的,這樣看起來只是比拿現成的多了一個小步驟罷了。

消滅原子也談不上,雖然可以利用撞擊使其變為另一種類的原子,但是這並不能算是消滅吧,它只是換了一種存在方式而已。總的來說,一切不能憑空創生,也不能憑空消失,都是守恆的呀。

對此你們有什麼看法呢?歡迎在下方留言探討。我是科幻船塢,感謝大家的閱讀與關注


科幻船塢



我們宇宙中的物質總量一直以來都是永恆不變的,這說明從138.2億年前的宇宙大爆炸開始,10的80次方個原子就一直像演員一樣不斷的組成各種物種,任何時間任何地點任何角色都是由這10的80次方個個原子構成的。

早期的宇宙中只有第一代恆星,它們死後內部的氫元素在高溫高壓下變成了重元素,這些重元素為後來的金屬岩石行星以及人類的誕生提供了物質基礎,因此在很久以前構成地球和人類的原子都還在恆星中。



地球誕生的第一個生命所包含的原子迄今為止仍然存在於宇宙中,構成我們所熟知的一切歷史人物的原子也從來沒有消失過,比如說構成諸葛亮的原子可能變成了一塊石頭的一部分或者一棵樹的一部分,這並不難以理解比較原子就好像我們宇宙的積木一樣,它構成了我們所看到的一切。

值得一提的是原子並非無法消滅,因為它也是物質而物質和能量是可以互相轉化的,氫彈爆炸將0.7%的質量完全轉化成了能量釋放出去,因此我們可以說有一部分原子被“消滅”成能量消散掉了。



假如未來技術足夠發達的話,我們還能將能量再轉化成原子然後再用這些原子搭建出我們想要的東西,這種技術被稱為“能質轉化”


宇宙探索未解之迷


我們身體裡的每一個原子是不是都有幾十億年的歷史,沒法制造、也沒法消滅一個原子?

突然發現這個話題將人體和宇宙誕生的上百億年聯繫在了一起,根據人體元素組成的不同,甚至我們可以追溯每一種元素誕生的時間表,可以簡單的說,我們人體的每一個原子都跟天體的發展有著密切的關係。

人體由哪幾種元素組成?

自然界總共有92種元素,而人體中的元素大約有60種,約佔2/3,常見的一般都集中元素週期表20號內的,比如氫、氧、硫、氮、磷、氯、鈣、鈉、鉀、鎂、碳等,但占人體比例最高的幾種元素分別為:

  1. 氧(O):65%
  2. 碳(C):18%
  3. 氫(H):10%
  4. 氮(N):3%
  5. 磷(P):1.4%
  6. 硫(S):0.3%
  7. 其他元素(鐵、銅、鋅、錳、鈷、釩、鉻、鉬、硒、碘):<0.3%

我們被稱為碳基水基生命,這三種元素佔了人體組成比例的93%以上,所以說碳基水基生命可不是亂說的,人體中含有70%以上的水,而水則由氫元素和氧元素構成,而其他有機物的就是碳的各種化合物,包括我們日常攝入的大量碳水化合物等。

這些元素都是從哪來的呢?

這個應該從元素的差異開始說起,我們知道元素的差異就是原子核的差異,而原子核是由質子和中子構成,質子數的差異就是元素的差異,中子數的差異就是元素的同位素差異。

我們也知道質子和質子或者質子和中子之間是由強作用力結合在一起的。而要讓它們結合在一起就需要耗費大量的能量,並且遵循如下規律:

元素的比結合能

比結合能越高,聚變所需的環境就更極端,所以各位都應該知道,我們身體中的每一個原子都經受過你難以想象的高溫考驗哦,我們從氫元素的誕生開始說起。

  • 氫元素的誕生

宇宙中本沒有氫,也沒有時間與空間,甚至有沒有一切,只有一個無比緻密的奇點,在某個時刻這奇點開始了擴張,在這個迅速擴張的空間中充滿了能量,空間擴張溫度下降,當地與夸克膠子相變溫度時,它們開始結合成重子物質

當溫度繼續下降,宇宙誕生三分鐘時這些重子或者重子結合形成了氫、氦與鋰元素的原子核,但此時溫度仍然極高,電子還是遊離狀態,宇宙中充滿了自由電子與離子,一直等到宇宙擴張到37.9萬年時這些離子終於捕獲電子,真正構成了原子。

氫元素誕生了,同時誕生的還有少量氦元素和微量鋰元素。

  • 碳元素的誕生

質子反應鏈是從氫到氦的重要過程,如下圖:

碳元素是由氦三經過聚變反應生成的,所需的時間比較長,因此在宇宙大爆炸3分鐘時並不足以誕生碳元素,它會在恆星聚變的過程中產生。

4He + 4He + 93.7 keV ↔ 8Be

8Be + 4He ↔ 12C + γ + 7.367 MeV

Be8生成是不穩的那個的,會在2.6×10^-16S內分裂回氦,但它可以在個時間內捕獲氦原子形成碳-12,這就是碳元素的來歷。

當然並不是所有的恆星都能達到,比如比鄰星就只能到氦,因為它達不到氦四聚變的溫度(約一億K)。

  • 氧元素的誕生

氧元素從碳元素聚變而來,它需要6×10^8 K的高溫和2×10^8kg/m3密度條件,

12C + 12C→20Ne + 4He + 4.617 MeV→23Na + 1H + 2.241 MeV→23Mg + n - 2.599 MeV

12C + 12C→24Mg + γ→16O + 24He (吸收能量核聚變反應)

氧也從此時誕生了。

  • 氮元素的誕生

跟上文質子鏈反應的產生能量的方式一樣,類日恆星的另一個能量來源是碳氮氧循環。

類日恆星中碳氮氧循環產生的能量只佔1.7%,但計算表明質量更高的恆星可能是能量主要來源。

......略

鐵元素的誕生

中間的元素就不一一介紹了,我們直接上終極元素鐵,這是恆星聚變能達到的最後一種元素,因為鐵以後的元素都需要是吸收能量,聚變是無法形成更重的元素了,但慢中子捕獲可以,重子捕獲生成新元素的過程其實比較容易理解。

中子俘獲後的中子β衰變,生成質子數+1,原子序數+1的重元素,恆星的主序星時代和紅巨星時代主要是慢中子捕獲,儘管效率比較差,但因為時間漫長,所以生成重元素總量仍然可觀,而另外一個就是超新星爆發時的快中子捕獲,這也是另一半重元素生成方式。

氕→氘→氦-4 → 鈹-8 → 碳-12 → 氧-16 → 氖-20 → 鎂-24 → 硅–28 → 硫–32 → 氬–36 → 鈣–40 → 鈦–44 → 鉻–48 → 鐵–52 → 鎳–56

從氫一路聚變到鎳的過程,如果你不知道哪種鐵之前的元素由來,那麼它基本是由慢中子捕獲誕生的,而鐵以後的重元素則慢中子和快中子捕獲產生,快中子捕獲則需要以鐵原子為基底,快速生成重元素。

當然另一個更高效的重元素方式中子星合併(快中子捕獲,或者自由中子衰變)

咱已經知道了身體中的元素是怎麼來的了,準確的說,氫元素的年齡從氫原子核算起大約138億年了,碳元素和氧元素以及後面的所有大概是133-135億年,總數約有7×10^27個,無論我們怎麼折騰,這些原子都無法消滅,即使百年之後的火化也無法消滅任何一個,不過如果被太陽吞噬,那麼我們可以預估,應該有部分原子會被聚變成更高序數的元素,簡單說就是原子少了,但質能依然守恆。


星辰大海路上的種花家


我們在不斷地尋找外太空生命,卻忽略了一個本質,宇宙中不管是生命的新陳代謝,還是恆星的活動,甚至是黑洞的形成,都是原子在有序地,有目的地,有“意識”地進行“質能轉換”。

奇點生成宇宙,宇宙充滿能量,當原子吃掉能量轉成自己的質量,這何不就是另一種形式的生命體,生命和恆星都只是原子生命活動的載體!

如果說奇點是一維,膜系的多重宇宙是二維,每個宇宙的萬物是三維,那麼原子之間的量子運動剛是四維,因為原子的層面是沒有時間和歷史,300萬光年的光子300萬年後來到地球,它也依然是那個光子。

三維層面上,用《自私的基因》的話說,生命只是DNA的活動機器,從四維層面上,宇宙萬物,恆星和生命,都只是原子在量子層面上的“質能轉換”的活動機器。


SCROPIOOoOooooo


先給各位同學結論吧,首先,我們身體裡面的每一個原子,都至少有幾十億年的歷史,是千真萬確的事情。

然後,我們當然知道製造和消滅一個原子的方法,只要把宇宙大爆炸的過程倒過來就可以了,只要你製造出足夠高的溫度,理論上你就是宇宙萬物真正的上帝。

人身體裡面包含的原子有哪些

地球上天然存在著92種元素,再加上人類在實驗室裡能製造大約20種左右,構成了我們認知世界的全部。不過題目針對的是我們人類,所以,很簡單,大家只要把注意力集中在5-6種對生命影響極其重要的就足夠了。

作為一個普通的碳基生命體,同學們體內每200個原子當中,有126個氫原子,51個氧原子和19個碳原子。在剩下的4個原子當中,有3個是氮原子,餘下一個由所有別的元素瓜分。這大概就是我們身體裡面的全部秘密了。

要形成上面說到的全部原子,有的在宇宙剛誕生就大量存在,例如氫原子;有的需要足夠長的時間才能形成,例如碳原子。但是幾乎全部的原子,在幾十億年前都存在了。

有的同學抬槓要說發射性元素的,不好意思,作為一個普通人,請不要嘗試勇闖核反應堆好不!

宇宙大爆炸

題主談到了製造和消滅原子,如果同學們覺得宇宙大爆炸模型是可靠的話,我們的解釋將相當的水到渠成。如果你是宇宙大爆炸的敵人,我們稍後再來處理。

讓我們先來複習一下宇宙大爆炸的全景吧。

首先,那是一個現代物理學無法解釋的奇點,它包含了宇宙所有的物質,但沒有體積,時間和空間都沒有開始,除了它之外,那時的宇宙一無所有。

然後,在一千億億億億億分之一秒之內產生了引力。極其短暫的片刻後,產生了電磁力以及強核力和弱核力──物理學的材料。再之後,又出現了大批基本粒子──材料的材料。隨著時間的流逝,從無到有,突然有了大批光子、質子、電子、中子和許多別的東西,每種達10的79次方─10的89次方個之多。

但是大爆炸,只提供了許多輕的氣體元素,並沒有創造出一絲一毫重的元素。這時候,同學們應該感謝超新星,這些初代宇宙中的接力創造者,通過燃燒自我,照亮別人,順便鍛造出碳、鐵和其他重元素。

例如我們的太陽系,它就是上一代或者上上一代超新星爆發後的再生,組成人類身體的每一個原子,都是宇宙137年曆史的饋贈。

製造和消滅一個原子

人類其實已經具備了製造和消滅一個原子的知識儲備和操作能力。人造元素,就是一個實錘啊。

舉個簡單點例子,我們用鎂(Mg,12號元素)去轟擊鐨(Fm,100號元素),就會得到鎶(Cn,112號元素)。

但並不是說,人類就能隨意的玩轉元素的合成,由於原子性質的差異,有些原子組合是很難融合的。如果選錯了元素,基本上你的靶元素和束原子幾乎不會發生任何現象。在這點來看,人類科技仍舊任重道遠。

至於消滅一個原子,我們上面其實已經說得很清楚了,只要提高溫度,沒有什麼是辦不到的,如果還有原子不為所動,那麼就給予更高的溫度。

簡單點說吧,對撞機可以摧毀單個原子,成為不可再分基本粒子團。而高溫可以摧毀大量原子組成的物質,將其成為不可再分基本粒子。

結語

當然,我說了這麼多,前提是你得相信宇宙大爆炸模型。雖然我們沒有辦法重複一次宇宙創生的實驗。

但是,相信神創論的各位,我相信也無法拿出上帝存在的實錘吧,所以,我個人認為這還是比較靠譜的一個解釋了。


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