氦元素遍布整个宇宙,第一次探测到氦的存在是什么情况?

作者&投稿:秦受 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
氢元素和氦元素是其他元素形成的基础,那氢元素和氦元素是怎样形成的?~

氢元素和氦元素是宇宙中丰度最高的两种元素,其他元素占比不到1%,其中氢元素就占了大约75%;按照宇宙大爆炸理论的说法,宇宙中的氢元素和氦元素,是大爆炸开始10秒后大量形成的。太阳有45.7亿年的历史,太阳中的氢元素进行核聚变反应,生成了氦元素,并释放大量能量;目前太阳的元素中,氢元素质量大约是71%,氦元素质量大约是27%,其他元素大约2%。既然我们宇宙中,有如此多的氢元素,它是怎样形成的。宇宙大爆炸理论对宇宙元素丰度的预言,和实际观测情况高度吻合,使得宇宙元素丰度成为宇宙大爆炸理论的重要证据之一。

根据宇宙大爆炸理论的观点,138亿年前,我们宇宙从一个半径无穷小的奇点开始暴涨,起初的温度高达10^32度(普朗克温度)数量级,然后宇宙温度随着宇宙膨胀逐渐降低。大爆炸后大约10秒,温度降至30亿度,此时核力可以束缚质子和中子,于是质子和中子结合成稳定的氦元素,而大量的自由质子,则极易和自由电子结合成氢元素(氕),于是宇宙中形成了大量的氢元素和氦元素,虽然经过138亿年的时间,大量氢元素在恒星中燃烧成了氦元素,但我们宇宙中的氢元素还是比氦元素高出很多。

而在我们地球上,氢元素含量只有0.75%,这是因为地球属于固体星球,地球的引力难以束缚住氢元素和氦元素,在地球大气层外层,每天都有大量的氢元素和氦元素逃逸到宇宙空间中;对于像木星这样的气态行星,就拥有高达75%的氢元素,以及大约25%的氦元素组成。

氢聚变成氦是核反应,归类应该属于物理变化。氢元素变成氦元素不是化学变化,氢的同位素氘在极高的温度下或极高的压强下可以聚变形成氦,这是聚变。核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化(从一种原子核变化为另外一种原子核)往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核,叫核裂变,如原子弹爆炸;如果是由轻的原子核变化为重的原子核,叫核聚变,如太阳发光发热的能量来源.。

氦(Helium),为稀有气体的一种。元素名来源于希腊文,原意是“太阳”。1868年法国的杨森利用分光镜观察太阳表面,发现一条新的黄色谱线,并认为是属于太阳上的某个未知元素,故名氦。氦在通常情况下为无色、无味的气体,是唯一不能在标准大气压下固化的物质。氦是最不活泼的元素。氦的应用主要是作为保护气体、气冷式核反应堆的工作流体和超低温冷冻剂。此外,由于密度比空气小且性质稳定,氦还可以作为浮升气体。

天文学家已经观察到宇宙中的一个气体在绕着一颗明亮的恒星运行时将自己的氦气泄漏到太空中。十多年来,天文学家一直在寻找天然气巨头释放的元素。美国哈佛大学系外行星天文学家劳拉·克里德伯格(Laura Kridberg)表示,在系外行星上首次发现氦气非常令人兴奋。氦的发现是一个偶然的过程,因为科学家们正在天然气巨人的大气中寻找甲烷,后来发现其中含有氦。

这个气体巨人的体积大约相当于木星,但质量只有木星的八分之一,使其成为已知密度最低的系外行星之一。杰西卡(JESSYCA)是英国埃克塞特大学(University of Exeter)的天文学家,他研究太阳系外行星,他认为可能还会更多,这将是一项艰巨的任务。氦是宇宙中第二丰富的元素,第一是氢。

氦是木星和土星等天然气巨头中的常见元素,许多科学家预测,在系外行星大气中应该可以检测到氦。去年5月,劳拉(Laura)和她的同事们使用哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope)观测了近七个小时,然后成功捕获了它围绕恒星的轨道。因此,他们开始下载数据并进行更深入的研究,结果发现了恒星光谱中的巨大峰值。

最初,他们对化学元素的含义感到困惑,但最终他们确定它是氦。由于峰值是由氦的“可转移”形式引起的,因此能量可以持续存在。幸运的是,观察到的瓦斯巨星WASP-107B能够将蓬松的大气层与轨道结合起来,然后利用恒星的辐射使氦气成为亚稳态的,因此更易于捕获。



第一次在太阳系外,探测到的气态巨行星WASP-107b能够将蓬松的大气和运行轨道结合在一起,然后通过恒星的辐射使氦变为了亚稳态。

第一次探测的氦是以气体的形式存在于宇宙空间中,且不会液化,形态稳定。

第一次探测到氦元素的存在,是科学家检测到的,很多元素都是科学家在不知名的时候发现的。


氦元素遍布整个宇宙,第一次探测到氦的存在是什么情况?
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猇亭区13539224646: 为什么地球的氦气如此少,宇宙里面氢气和氦气占全宇宙 -
倪图菲而: 这还得从太阳起源说起.因为地球所有物质来自于原始的太阳,而原始的太阳是第一代恒星爆炸后的产物,所以太阳不仅含氢和氦,也含如此多的重金属.第一代恒星爆炸时,把中外层大量的氢和氦以及内层的重金属元素比如铁、银、金等物质出去,然后中外层的氢氦(仍以氢含量最高)是形成太阳的主要物质,包括其他极少量的元素.可以这样说原始太阳内部的越重的元素越少,大多集中在外层,然后内部点火引起氢的核聚变,把原始太阳外层抛出来,再形成我们的八大行星及其他小天体,由于氢容易和其他元素结合产生稳定的化合物而保留下来,氦在地球上就没那么幸运了,所以地球上氦如此的少.另外帮楼主纠正一下,我们所指氢和氦的丰度,往往指的是氢元素和氦元素,不会说氢气和氦气得.

猇亭区13539224646: 人类认识和探索宇宙的过程 -
倪图菲而: 总的来说是物质和能量具体解释 宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称. 宇宙是物质世界,它处于不断的运动和发展中. 《淮南子.原道训》注:“四方上下曰宇,古往今来曰宙,以喻天地.”即宇宙是天地万物的总称. ...

猇亭区13539224646: 为什么氦气宇宙含量排行第二在地球上却这么少 -
倪图菲而: 是跑掉了,从地球上跑掉了.氦是所有元素中第二轻的,只比氢重一点,比除氢以外的其他所有元素都轻.越是轻的元素,要用引力吸引住,所需要的引力就要更强.与木星、土星等太阳系巨行星相比,地球质量太小,吸引不住氢、氦这类轻元素.虽然在地球形成时,可能存在许多氦,但与氢不同的是,氦是惰性元素,不与其他元素化合形成化合物,而地球质量太小,引力又不足以吸引住氦.所以在地球形成后的漫长岁月里,氦就以单质气体元素的形式,慢慢地从地球上跑掉了,跑到宇宙空间里去了.与氦不同的是,氢虽然是最轻的元素,但氢是活泼元素,在温度等条件合适时,容易与其他元素形成化合物并保留在地球上.所以,地球上有许多以化合物形式存在的氢,但基本上没有氦.

猇亭区13539224646: 宇宙的历史 -
倪图菲而: 温度极高,密度极大. 在爆炸发生之前,宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起,以喻天地.”即宇宙是天地万物的总称,后来相继出现在宇宙中的所有星系,科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的.直到今天宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称,并浓缩成很小的体积,宇宙是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的. 宇宙是物质世界,它处于不断的运动和发展中,之后发生了大爆炸. 大爆炸使物质四散出击,宇宙空间不断膨胀,温度也相应下降. 千百年来. 《淮南子·原道训》 注:“四方上下曰宇,古往今来曰宙、恒星、行星乃至生命,科学家们才确信

猇亭区13539224646: 为什么氦被称为太阳元素? -
倪图菲而: 您好!因为元素氦不是先在地球上被发现,而是由法国天文学家首先在太阳光谱中发现的,所以当时人们称之为太阳元素.

猇亭区13539224646: 宇宙最早出现的元素是什么? -
倪图菲而: 是氢和氦两种元素.宇宙大爆炸后,质子和中子无法逃脱强核力的吸引,会产生氦核,其它的基本是氢核.之后当宇宙的温度降低到,电子和核的能量不再足够抵抗它门的吸引力时,就生成H和He原子了.之后的所有元素都是由这两种元素的热聚变而来的.建议看看霍金的《时间简史》有一点点相关介绍.

猇亭区13539224646: 宇宙大爆炸后最初三分钟所生成的元素应该有多少的氦 -
倪图菲而: 宇宙大爆炸后最初三分钟还没有形成元素,只有电子 光子 中子 中微子.值得注意的是,时标3分46秒出现了氦核,中子因受核力约束而保存下来.宇宙进入核合成时代(如果没有氦核产生,中子将全部衰变,也没有以后其它的原子核...

猇亭区13539224646: “大爆炸理论”是美国天文学家伽莫夫于哪一年提出的? -
倪图菲而: 1948年

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倪图菲而: 我想这个问题源于人类的孤独感与好奇心.人类一直渴望与外界交流,从新航路开辟以前人类就一直在对宇宙进行探索.现在的科学技术有了长足的进步,地球已经太小,不能满足人们的求知欲了,人类就把目光投向了太空.月球作为距离地球...

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