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X79913天前
原子若非永恒,宇宙起源将被颠覆? 揭秘原子来源 原子的起源与宇宙演化紧密相连。大爆炸后最初几秒,宇宙处于10亿摄氏度的极端高温状态,充斥着夸克、胶子和电子。随着宇宙膨胀降温,质子和中子在1分钟内稳定存在,开启大爆炸核合成的20分钟黄金窗口。氘的形成标志着原子核结合的开端,随后氘核融合生成氦-4,奠定宇宙75%氢和25%氦的基本构成。这一过程释放的结合能塑造了现代宇宙的物质基础,但当时仍无完整原子——电子无法被核束缚,宇宙处于等离子体状态。 38万年后,当温度降至约3000开尔文,电子首次被捕获形成中性原子,宇宙从透明转为不透明,开启物质时代。这些氢氦原子成为第一代恒星的原料,恒星内部通过核聚变持续制造重元素。氢燃烧阶段持续数十亿年,通过质子链或CNO循环生成氦;氦燃烧需1亿开尔文高温,三氦过程合成碳;后续碳、氖、氧、硅等元素的合成需更高温度,最终在30亿开尔文下形成铁。铁-56作为最稳定核素,成为恒星核合成终点,当大质量恒星核心堆积足够铁时,超新星爆发释放相当于太阳一生能量的剧烈能量,通过快速中子捕获过程生成重元素。 中子星合并事件则主导金、铂等重元素的形成,其能量释放瞬间超越整个可见宇宙的亮度。从古希腊哲学家德谟克里特的"atomos"概念,到现代量子力学揭示电子的"概率云"状态,人类对原子的认知经历了2500年演变。当前观测显示,21厘米波长信号可能揭示第一批恒星形成过程,但锂-7丰度异常、暗物质本质、物质-反物质不对称等谜题仍未解答。 我们身体中的每个原子都历经恒星燃烧、超新星爆发、星际漂流等历程,最终构成生命。从星尘到思考自身起源的意识,人类成为宇宙认知自己的独特方式。原子的诞生不仅是物理过程,更承载着宇宙138亿年演化的史诗,其未解之谜仍指引着科学探索的未来方向。
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