宇宙之美
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

原初核合成阶段结束时,宇宙中存在的原子核约92%为氢,8%为氦,以及其他一些轻核,如氘。20世纪40年代初,氘成为生产重水的关键,而重水在第二次世界大战中扮演了重要角色。

原初核合成在不到20分钟内改变了重子的世界。原初核合成之初仅有质子(氢核)和自由中子,结束后氢仍占极大比例(原子核数占比92%),但部分让位给氦-4(原子核数占比8%,质量占比25%)。可观测宇宙中几乎各处均可测得这一比例的氦,如仅凭恒星内部发生(核)反应生成氦这一原因,似乎难以解释这个现象,故这足以成为宇宙经历过致密高温阶段的有力证据……

原初核合成还留下了少量氘。氘是一种稳定的核素,由一个质子和一个中子构成,质量是氢的两倍,但因其仅有一个质子,故而化学性质与氢相同,易与氧结合,形成“重水”。重水与普通水相比,氘取代了氢,质量更大,由此得名“重水”。重水可作为核反应堆的中子慢化剂,20世纪40年代初时,德国纳粹多有觊觎之心,妄图将之用于核子研究。

原初核合成结束时,氘的丰度主要取决于宇宙中重子(即常规物质)的总密度。但氘是一种脆弱的元素,其不稳定性甚至延缓了氦的初始合成。氘在恒星内部已被破坏,因而丰度难以测量。

相关内容:大爆炸,氦,核能

大型氢气泡,由哈勃空间望远镜于1999年拍摄得。该氢气泡位于人马座中五千光年之外的M17星云核心处。在附近大质量恒星产生的紫外线照射下,星际气体中封存了一定比例大爆炸几分钟后产生的氘。

大爆炸后20分钟

-138亿年