Самый распространённый элемент во вселенной
Безусловно, что в нашем понимании вселенная это нечто единое целое. Но имеющее свою структуру и состав. Сюда относятся все небесные тела и объекты, материя, энергия, газ, пыль и многое другое. Все это образовалось и существует, независимо от того, видим ли мы это или ощущаем.
Тёмная материя
Учёные давно рассматривают такие вопросы: Что же образовало такую вселенную? И какие элементы её наполняют?
Сегодня мы поговорим о том, какой элемент самый распространённый во вселенной.
Водород
Оказывается этот химический элемент самый лёгкий в мире. Кроме тго, его одноатомная форма составляет примерно 87% всего состава вселенной. Помимо того, он содержится в большинстве молекулярных соединений. Даже в воде, или, к примеру, он является частью органических веществ. Вдобавок водород выступает особенно важной составляющей частью кислотно-основных реакций.
Кроме того, элемент растворим в большинстве металлах. Что интересно, водород не обладает запахом, цветом и вкусом.
Водород
В процессе изучения, учёные называли водород горючим газом.
Как только не определяли его. В своё время он носил имя рождающий воду, а затем водотворное вещество.
Лишь в 1824 году ему присвоили название водород.
Во вселенной водород входит в состав 88,6% всех атомов. Остальное в большем количестве составляет гелий. И лишь малая часть это прочие элементы.
Следственно, звёзды и другие газы имеют в своём составе в основном водород.
Кстати, опять же он имеется и в звёздных температурах. Однако в виде плазмы. А в космическом пространстве он представлен в виде молекул, атомов и ионов. Интересно, что водород способен формировать молекулярные облака.
Молекулярное облако Ориона
Характеристика водорода
Водород уникальный элемент, так как не имеет нейтрон. Он содержит лишь один протон и электрон.
Как указывалось, это самый лёгкий газ. Важно, что чем меньше масса молекул, тем выше их скорость. На это не влияет даже температура.
Теплопроводность водорода одна из высоких среди всех газов.
Помимо всего прочего, он хорошо растворим в металлах, что влияет на его способность диффундировать через них. Иногда процесс приводит к разрушению. К примеру, взаимодействие водорода и углерода. В этом случае происходит декарбонизация.
Появление водорода
Возник во вселенной после Большого взрыва. Как и все химические элементы. По теории, в первые микросекунды после взрыва температура вселенной была выше 100 млрд градусов. Что образовало связь трёх кварков. В свою очередь, эта взаимодействие создало протон. Таким образом, возникло ядро атома водорода. В процессе расширения температура упала, и кварки образовали протоны и нейтроны. Так, на самом деле, возник водород.
Связь трёх кварков
Гелий
В промежутке от 1 до 100 секунд после образования вселенной часть протонов и нейтронов соединилась. Тем самым образовав другой элемент-гелий.
В дальнейшем расширение пространства и как следствие снижение температуры приостановило соединительные реакции. Что важно, они вновь запустились внутри звёзд. Так образовались атомы других химических элементов.
В результате получается, что водород и гелий являются основными двигателями образования остальных элементов.
Гелий
Гелий вообще является вторым по распространённости элементом во вселенной. Его доля составляет 11,3% всего космического пространства.
Свойства гелия
Он, так же как и водород, не имеет запаха, цвета и вкуса. Вдобавок, это второй по лёгкости газ. Но его температура кипения самая низкая из всех известных.
Гелий — это инертный, нетоксичный и одноатомный газ. Теплопроводность его высокая. По этой характеристике он вновь стоит на втором месте после водорода.
Добыча гелия осуществляется методом разделения при низкой температуре.
Интересно, что раньше гелий считали металлом. Но в процессе изучения определили, что это газ. При том, основной в составе вселенной.
Применение гелия
Все элементы на Земле, за исключением водорода и гелия, породила миллиарды лет назад алхимия звезд, часть которых является ныне неприметными белыми карликами где-то на другой стороне Млечного Пути. Азот наших ДНК, кальций наших зубов, железо нашей крови, углерод наших яблочных пирогов созданы в недрах сжимающихся звезд.
Мы сотворены из звездного вещества.
Карл Саган
Применение элементов
Человечество научилось добывать и применять с пользой для себя химические элементы. Так водород и гелий применяют во многих сферах деятельности. Например в:
- пищевой промышленности;
- металлургии;
- химической промышленности;
- нефтепереработке;
- производстве электроники;
- косметической промышленности;
- геологии;
- даже в военной сфере и др.
Как видно, эти элементы играют важную роль в жизни вселенной. Очевидно, само наше существование напрямую зависит от них. Мы знаем, что ежеминутно происходит рост и движение вселенной. И несмотря на то, что они по отдельности небольшие, все вокруг основано из этих элементов.
Поистине, водород и гелий, также как другие химические элементы, уникальны и удивительны. Пожалуй с этим невозможно поспорить.
Источник
Почему во Вселенной так много водорода?
Более 3/4 химического состава вселенной или, по крайней мере, ее видимой части составляет водород. Почему Большой взрыв оказался настолько не оригинальным, что привел к массовому созданию только самого примитивного химического элемента с примесью гелия?
Рождение более тяжелых элементов, чем водород, требует участия нейтронов, и всегда было недостаточное количество.
Человечеству известно 118 химических элементов. Однако это только кажущееся разнообразие; в масштабе всей вселенной только два из них составляют более 99% от общего числа химических элементов, из которых 78% заняты только водородом. Такая химическая конфигурация вселенной может удивить непосвященного человека. Вездесущий углерод, кислород, азот, кремний и целый ряд элементов, занимающих окна периодической таблицы, образуются во время термоядерных реакций во время жизни звезд. Существованию атомов, более тяжелых, чем железо, мир обязан взрывам массивных звезд, которые в момент сжатия генерируют различные химические элементы, а дальше во время вспышки сверхновой выбрасывают все вещество в открытый космос.
Поскольку давление и температура, преобладающие в ядре звезды, приводят к созданию почти всей таблицы Менделеева, почему эти же элементы не могли возникнуть в момент Большого взрыва? Почему бесчисленные массы элементарных частиц образовали почти исключительно водород с добавлением гелия на самой заре развития вселенной?
Химическая структура вселенной.
Вернемся к первому моменту существования вселенной, или, точнее, к двум десятым секунды. Вселенная разогрета до 20-30 миллиардов Кельвинов и заполнена высокоэнергетической пульпой, в которой можно увидеть электроны и первые элементы нуклонов. Таким образом, у нас есть все компоненты, необходимые для создания атома, но они все еще имеют огромные энергии, чтобы соединиться в стабильные атомы. Это означает, что протоны и нейтроны остаются временно свободными, что крайне важно для разгадки этой тайны.
Вы должны знать, что нейтроны, которые являются общим и незаменимым элементом почти каждого атомного ядра (кроме водорода), нестабильны. Не стоит волноваться, потому что эта нестабильность касается только одиноких нейтронов; тем не менее, кроме ядер, нейтроны разрушается статистически через девять минут, обычно с выделением протона, электрона и антинейтрино. Напротив, протоны — настоящие крепыши, а средняя продолжительность их жизни от шести с половиной лет(на основе исследований).
Уже тогда, в первый момент после Большого взрыва, физические характеристики обоих нуклонов определили будущий состав вещества. Хотя в среднем нейтрон исчезает в течение девяти минут, принимая во внимание огромную динамику молодого космоса и преобладающие в нем экстремальных условий, доли секунды было достаточно, чтобы нарушить равновесие. Зная это, известный теоретик Джордж Гамов (Георгий Антонович Гамов) уже много десятилетий назад подсчитал, что до того, как температура упала до 10 миллиардов Кельвинов, отношение нейтронов к протонам составляло 60 к 100, а при температуре в миллион Кельвинов чуть менее 15 нейтронов на 100 протонов.
Только теперь, через три минуты после возникновения вселенной, сильное ядерное взаимодействие способно «собрать» первые ядра атомов, к которым скоро присоединятся электроны. Интересно, что среди них было много ядер дейтерия (1 протон + 1 нейтрон), трития (1 протон + 2 нейтрона) и гелия (2 протона + 1 нейтрон). Эти изотопы хотя и оказались не очень стабильными, они не выдержали испытание временем, уступив простейшим и гораздо более долговечным вариантам водорода и гелия (2 протона + 2 нейтрона). Конечно, из-за огромных различий большинство протонов не смогли найти себе партнера- нейтрона. Конечно, самым распространенным компонентом Вселенной был водород, состоящий только из одного протона и электрона. С тех пор прошло 13,82 миллиарда лет, а пропорции между нуклонами во Вселенной существенно не изменились.
Однако даже понимая популярность водорода во вселенной, вы все равно можете задаться вопросом, почему из доступных нейтронов синтезируется только гелий? Почему в начале существования не возникло кислорода, углерода, магния, кальция и других элементов? Природа работает довольно очевидным образом, пытаясь сформировать самый простой порядок вещей. Между тем, после гелия следующим в очереди является ядро, содержащее пять нуклонов, но оно не стабильно по своей природе. Это заставляет нарушать последовательность элементов таблицы Менделеева и «прыгать» к литию-6 и литию-7, затем к бериллию и бору. Возможно, что первоначальный нуклеосинтез объединил некоторые из этих элементов, но даже вместе они не составляли более одной тысячной части вселенной. Тогда нужно сделать еще один «прыжок», потому что не существует стабильного ядра с восемью нуклонами.
Стоит отметить, что выводы Гамова были сделаны на основе условий, преобладающих в истории развития Вселенной. Химическая структура Вселенной, предложенная Гамовым, подтверждена последующими космическими наблюдениями, что отлично вписывается в теорию большого взрыва.
Источник
Самый распространённый элемент во вселенной
Безусловно, что в нашем понимании вселенная это нечто единое целое. Но имеющее свою структуру и состав. Сюда относятся все небесные тела и объекты, материя, энергия, газ, пыль и многое другое. Все это образовалось и существует, независимо от того, видим ли мы это или ощущаем.
Учёные давно рассматривают такие вопросы: Что же образовало такую вселенную? И какие элементы её наполняют?
Сегодня мы поговорим о том, какой элемент самый распространённый во вселенной.
Водород
Оказывается этот химический элемент самый лёгкий в мире. Кроме тго, его одноатомная форма составляет примерно 87% всего состава вселенной. Помимо того, он содержится в большинстве молекулярных соединений. Даже в воде, или, к примеру, он является частью органических веществ. Вдобавок водород выступает особенно важной составляющей частью кислотно-основных реакций.
Кроме того, элемент растворим в большинстве металлах. Что интересно, водород не обладает запахом, цветом и вкусом.
В процессе изучения, учёные называли водород горючим газом.
Как только не определяли его. В своё время он носил имя рождающий воду, а затем водотворное вещество.
Лишь в 1824 году ему присвоили название водород.
Во вселенной водород входит в состав 88,6% всех атомов. Остальное в большем количестве составляет гелий. И лишь малая часть это прочие элементы.
Следственно, звёзды и другие газы имеют в своём составе в основном водород.
Кстати, опять же он имеется и в звёздных температурах. Однако в виде плазмы. А в космическом пространстве он представлен в виде молекул, атомов и ионов. Интересно, что водород способен формировать молекулярные облака.
Характеристика водорода
Водород уникальный элемент, так как не имеет нейтрон. Он содержит лишь один протон и электрон.
Как указывалось, это самый лёгкий газ. Важно, что чем меньше масса молекул, тем выше их скорость. На это не влияет даже температура.
Теплопроводность водорода одна из высоких среди всех газов.
Помимо всего прочего, он хорошо растворим в металлах, что влияет на его способность диффундировать через них. Иногда процесс приводит к разрушению. К примеру, взаимодействие водорода и углерода. В этом случае происходит декарбонизация.
Появление водорода
Возник во вселенной после Большого взрыва. Как и все химические элементы. По теории, в первые микросекунды после взрыва температура вселенной была выше 100 млрд градусов. Что образовало связь трёх кварков. В свою очередь, эта взаимодействие создало протон. Таким образом, возникло ядро атома водорода. В процессе расширения температура упала, и кварки образовали протоны и нейтроны. Так, на самом деле, возник водород.
Гелий
В промежутке от 1 до 100 секунд после образования вселенной часть протонов и нейтронов соединилась. Тем самым образовав другой элемент-гелий.
В дальнейшем расширение пространства и как следствие снижение температуры приостановило соединительные реакции. Что важно, они вновь запустились внутри звёзд. Так образовались атомы других химических элементов.
В результате получается, что водород и гелий являются основными двигателями образования остальных элементов.
Гелий вообще является вторым по распространённости элементом во вселенной. Его доля составляет 11,3% всего космического пространства.
Свойства гелия
Он, так же как и водород, не имеет запаха, цвета и вкуса. Вдобавок, это второй по лёгкости газ. Но его температура кипения самая низкая из всех известных.
Гелий — это инертный, нетоксичный и одноатомный газ. Теплопроводность его высокая. По этой характеристике он вновь стоит на втором месте после водорода.
Добыча гелия осуществляется методом разделения при низкой температуре.
Интересно, что раньше гелий считали металлом. Но в процессе изучения определили, что это газ. При том, основной в составе вселенной.
Все элементы на Земле, за исключением водорода и гелия, породила миллиарды лет назад алхимия звезд, часть которых является ныне неприметными белыми карликами где-то на другой стороне Млечного Пути. Азот наших ДНК, кальций наших зубов, железо нашей крови, углерод наших яблочных пирогов созданы в недрах сжимающихся звезд.
Применение элементов
Человечество научилось добывать и применять с пользой для себя химические элементы. Так водород и гелий применяют во многих сферах деятельности. Например в:
- пищевой промышленности;
- металлургии;
- химической промышленности;
- нефтепереработке;
- производстве электроники;
- косметической промышленности;
- геологии;
- даже в военной сфере и др.
Как видно, эти элементы играют важную роль в жизни вселенной. Очевидно, само наше существование напрямую зависит от них. Мы знаем, что ежеминутно происходит рост и движение вселенной . И несмотря на то, что они по отдельности небольшие, все вокруг основано из этих элементов.
Поистине, водород и гелий, также как другие химические элементы, уникальны и удивительны. Пожалуй с этим невозможно поспорить.
Источник