宇宙中最初的氫和氦來真的是無中生有嗎？

發(fā)布日期：2021/7/25    Tag：氫和氦

宇宙是一個物質的世界，在人類沒有走出地球之前，我們從宏觀上看到的地球，到處都是各種物質，大地，高山，海等這些宏觀可見的東西，它們都是物質構成的。隨著人類走進科技時代，發(fā)明了顯微鏡之后，我們看到了宏觀背后微觀世界，在宏觀世界里，我們看不到任何東西的空間里，在顯微鏡之下同樣存在著大量的微觀粒子，它們也是物質。

當我們走出地球看到了浩瀚的宇宙之后，認知也有了大幅提升。在很多人看來，宇宙是真空的，天體之間的距離也非常大，平均都在數光年以上，天體之間的空闊地帶應該沒有物質的存在。可事實上，宇宙沒有絕對的真空，在我們認為沒有物質的真空中，仍然存在著一些微觀粒子，只是我們肉眼看不到。

物質構成了這個世界的一切，構成了整個宇宙。根據科學研究，地球上的總物質量達到了6億億億公斤，而地球所在的太陽系總質量達到了200萬億億億公斤。銀河系的總質量更是太陽質量的一萬億倍，而銀河系也只不過是可觀測宇宙范圍內的一粒塵埃。

由此可見，宇宙的總質量更是一個我們無法想象的數字，看到這里很多人要問了，宇宙中的這些龐大的物質是如何來的？其實它們的來歷跟恒星有著密切的關系。恒星相當于宇宙元素的提煉加工廠，它是宇宙誕生后不久就出現了。

恒星內部的核聚變可以將氫元素聚變成氦元素，而氦元素又進一步發(fā)生核聚變生成更重的氧元素以及其它的元素。我們都知道，元素周期表有118種元素，這只是目前人類已經發(fā)現的，而在宇宙中可能還存在著一些我們沒有發(fā)現的未知元素。

如此多的元素都是恒星通過核聚變轉化而來的嗎？當然不是，恒星的核聚變只能將氫元素轉化到鐵元素這個位置，而后面的那些更重的元素則需要其它的方式，比如恒星末期發(fā)生的超新星爆發(fā)，中子星碰撞等。

不管是超新星爆發(fā)，還是中子星碰撞，它們的起源都跟恒星有關，恒星壽命走到末期會發(fā)生超新星爆發(fā)，而中等質量的恒星超新星爆發(fā)之后就會形成中子星。由此可見，恒星對于宇宙的演化有多么的重要，如果沒有它們，也就沒有現在宇宙的一切。

根據大爆炸理論，宇宙中最初是沒有任何物質的，就連空間都不存在。在138億年前，宇宙就是一個時空奇點，后來這個時空奇點發(fā)生了大爆炸，一個時空奇點能夠以大爆炸的形式展開，說明有一股巨大的純能量在推動著它。

隨著宇宙的快速膨脹，溫度也在逐漸降低，到了宇宙誕生后10^-33秒，宇宙空間暴脹結束，純能量開始轉變?yōu)楦鞣N基本粒子?？赡苡信笥褧柫耍耗芰吭趺茨軌蜣D化為基本粒子？其實這個問題的答案愛因斯坦的質能方程式已經告訴我們了。

愛因斯坦用質能方程式告訴我們，質量和能量從某種意義上來講是等價的，它們二者沒什么本質區(qū)別，是物質的兩種表現形式。在溫度提升到某個程度之后，物質就以能量的形式存在，當溫度下降到某個程度之后，物質就會以質量的形式存在，所以它們是可以相互轉化的。

時空奇點集聚了巨大的能量，當它發(fā)生大爆炸的時候，能量級別是非常高的，在這個溫度之下質量只能以能量的形式存在。可是隨著宇宙的暴漲，空間呈現幾何指數擴大，宇宙溫度也在不斷下降。

溫度下降了之后，質量就無法保持純能量的形式，只能轉化為基本粒子。當然氫和氦也不是由純能量直接轉化而來，而是由最初的正物質粒子在宇宙誕生后100微秒，夸克聚集形成質子和中子，質子也就是氫原子核。大爆炸幾分鐘后，質子和中子結合在一起形成了氦原子核，有了氦元素。

根據質子和中子的比例關系，可以推測出宇宙最初產生的氫和氦的質量比為3:1，這就是宇宙最初的氫和氦的來歷，它們并不是無中生有?？吹竭@里，可能有人會說了，能量能夠轉化為物質，這是多么神奇的一種能力。如果溫度能夠達到，那是不是人類就可以創(chuàng)造物質？

質能方程式的確告訴我們，能量和物質是可以相互轉化的，可是要達成這個轉化條件是非常困難的，而需要的這個溫度目前只在宇宙大爆炸的瞬間出現過。所以，你在現實當中是無法實現能量轉化為物質的。

當然，科學的力量是無窮的，只要人類將科技發(fā)展到終極的時候，創(chuàng)造出一個達到能量轉化物質的溫度空間，或許也是可以做到的。如果未來我們真的做到了，那是否意味著人類也可以創(chuàng)造一個宇宙出來？若是這樣，那我們將不得不思考這個宇宙的來歷，它會不會也是宇宙之外的一個高級文明創(chuàng)造出來的？