宇宙：「科普」氢的史诗：上帝之氢 |地球|核聚变|史诗|

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你要问我这世界上最重要、最传奇的元素是什么。那当然是氢，因为今天的题目就是氢，更是因为在其他元素登场之前，氢便主宰了宇宙的物质世界，它是构成万物的基本元素，是当之无愧的宇宙之王，是名副其实的生命之火。
首先是老生常谈的内容，根据现代科学，宇宙来源自147亿年前一颗密度无限大、温度无限高，同时也是我们目前无法理解的一点。这一点便是时间的源头、空间的起点，也是宇宙亿万故事的源点。而在大爆炸之后，宇宙开始了膨胀与冷却，大爆炸之后0.01秒，温度为1000亿K ， 0,12秒时，为300亿K ， 1.1秒时，为100亿K ， 13.83秒时，为30亿K 。可以说宇宙诞生4分钟后，后来所需要的所有基本原料都已出现，而它们发生反应的基本模式，也已经设置完成，一场大戏就此拉开了帷幕。
首先在这台大戏中登场的，便是氢，当时新生的宇宙已经走过了30万年的旅程，温度已经冷却到了大约3000℃ ，此时，氢原子和氦原子具备了它们的特定形态。或许，在宇宙的前30万年中，我们还不知道它所选择的方向，但随着氢和氦的登场，我们已经可以确定，今天的宇宙，今天这个星光璀璨与生机盎然的宇宙，它的形成已经是不可避免的了。为什么下此定论呢？原因很简单，那就是氢和氦是核聚变的基本元素，同时，氢也是组成水分子的基本元素。当然了这么说可能也有点牵强，但至少听起来还是很爽的。
那么问题就来了，为什么是氢原子在宇宙中首先登场呢？难到它的外号是冯巩么？原因就是，原子在最初开始形成的时候，它可用的成分是十分有限的，总的来看就那么几种，有光子、中微子、电子、质子等基本粒子，同时也有基本粒子的基本合成，比如氘核，也就是一个质子加一个中子，还有α粒子，也就是氦核，两个质子加两个中子。而当宇宙年龄到了30万年的时候，中微子与周边物质隔离了开来，不再参与原子的形成，至于光子，这哥们在生成原子的过程中并不是主要成分，也可以忽略。所以，正是质子、电子、中子和α粒子，参与组成了我们宇宙中最初的原子。

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α粒子
在这个组合中，质子数大约是α粒子数的11倍，而中子只是零零星星的点缀，所以在原子形成的时候，氢原子核与氦原子核都是现成的，于是便产生了这样的结果，那就是最初产生的原子中，有92%的氢、8%的氦，以及少量的氘。直到今天，虽然将近150亿年已经过去了，但氢和氦依然是整个宇宙中储量最丰富的元素，其中氢占所有元素的90% ，而氦占9% 。
还有一个问题，既然组成氢原子与氦原子的，只有质子、电子和中子，这哥几个在宇宙诞生时就已经出现了，那么为什么还要等上30万年，才能形成原子呢？原因在于，在此期间，不断下降的温度减慢了质子和电子的运动，速度慢下来之后，电磁力便可以发挥作用了，而正是电磁力将质子与电子结为一体，从而形成了稳定的原子。事实上，在宇宙刚刚诞生的时候，即便是自然界中最强大的力，也就是强相互作用的一种表现形式——核力，也不足以将疯狂运动的质子与中子束缚在一起形成核子。而第一个核子，也就是α粒子，其实是直到宇宙诞生后14秒，体积膨胀到一定程度、温度显著冷却之后才得以形成的。 α粒子这么早就形成了，足以见得它的稳定性，相比之下，氘核虽然比α粒子简单，但却不像它那样稳如狗，所以直到宇宙诞生4分钟后，这哥们才得以形成。