宇宙中的星體都是無(wú)比龐大的。但越是巨大的星體其生命周期也就越是短暫,在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)因?yàn)槌滦堑谋l(fā),產(chǎn)生出一大批由氫元素組成的重元素。由超新星爆炸而形成的星云經(jīng)過(guò)幾百萬(wàn)年的時(shí)間,就會(huì)重新變成質(zhì)量更小型的恒星。
氫元素會(huì)發(fā)生核聚變
恒星的進(jìn)化是不可逆的,一旦發(fā)生了核聚變,就會(huì)無(wú)法再形成氫元素,因此這也是整個(gè)宇宙中的氫元素會(huì)越來(lái)越少的重要因素,到了現(xiàn)在已經(jīng)只剩下74%了。一旦氫元素的濃度降低到一個(gè)臨界值,那么星云的塌陷就不會(huì)再產(chǎn)生核聚變,也就不會(huì)產(chǎn)生新的恒星了。

在整個(gè)宇宙中,大質(zhì)量的星體只有寥寥幾顆,而中小規(guī)模的星體卻有挺多的。太陽(yáng)是一顆主序星,并且它的生命可以達(dá)到一百億年以上,而在這一百億年中太陽(yáng)一直在發(fā)生著以氫元素為首的核聚變從而形成氦元素。
當(dāng)宇宙在迅速膨脹或者極速降溫時(shí),大爆炸之后大約十秒到三十五分鐘的時(shí)間段中,宇宙的溫度與密度都達(dá)到了輕質(zhì)核聚變的程度,所以在這一期間會(huì)有許多氦原子與少量的輕質(zhì)元素生成。太陽(yáng)在核聚變的整個(gè)過(guò)程中,所能產(chǎn)生的氦元素并不多,而氫氣的消耗量也不多。
實(shí)際上發(fā)生這種情況的僅僅只是太陽(yáng)中心的氫元素參與核聚變而已,而太陽(yáng)外的氫元素由于其巨大的輻射力,根本不可能抵達(dá)太陽(yáng)中心。據(jù)推測(cè)即使太陽(yáng)未來(lái)在消亡時(shí),其本身能夠消耗的氫元素也就是在10%到30%之間。
但是其他的大質(zhì)量恒星,卻因?yàn)樗鼈儍?nèi)部核聚變反應(yīng)的輻射力要大于太陽(yáng),所以當(dāng)這些恒星消亡時(shí),能夠剩余的氫燃料也就會(huì)相對(duì)較多。在認(rèn)識(shí)化學(xué)的過(guò)程中第一個(gè)接觸的元素就是氫元素,因?yàn)闅涫窃刂芷诒砩吓旁诘谝晃坏,同時(shí)重量也是最輕的。
氫元素在人類生產(chǎn)生活中應(yīng)用范圍較廣
氫能在日常生活中也是特別受到人類的青睞,并且氫元素可作為未來(lái)可發(fā)展的清潔能源之一。氫元素是宇宙中最重要的一種元素之一,同時(shí)它也是質(zhì)量最輕的元素之一。但是氫元素的破壞力卻是最大的,那在所有元素中質(zhì)量最輕的氫元素破壞力到底有多大?

事實(shí)上宇宙中的氫氣并非都是以恒星為中心。然而實(shí)際卻正好相反,大部分的氫元素都分散在了廣闊的太空之中,只有少部分氫元素因?yàn)槟撤N偶然的原因,才能夠相互吸附而產(chǎn)生恒星。這兩個(gè)數(shù)量相比較而言,簡(jiǎn)直就是滄海一粟。
氫元素威力巨大
在第二次世界大戰(zhàn)的時(shí)候,美國(guó)人曾經(jīng)制造過(guò)多艘郵輪用來(lái)運(yùn)輸補(bǔ)給,結(jié)果這批郵輪還沒(méi)有正式服役,就由于氫元素的存在給攔腰截?cái),郵輪的數(shù)量總共是2710艘,光是有問(wèn)題的郵輪就占到了1500艘。要知道在一望無(wú)際的大海上航行,如果有巨大海浪襲來(lái),并且這艘郵輪還從中間斷裂是何等的恐怖。

1943年的夜晚在一聲巨響中有一艘郵輪從中間一分為二,事實(shí)上這已經(jīng)不是第一次發(fā)生這種事情了,此前還有一艘郵船駛?cè)爰~約海灣時(shí)出現(xiàn)同樣的情況,導(dǎo)致了慘重的傷亡。一艘郵輪的成本大概在200萬(wàn)美元,這么多艘郵輪墜入海底所帶來(lái)的損失超乎想象。
為了能夠順利地運(yùn)輸貨物降低損失,美國(guó)的造船公司會(huì)在船體開(kāi)裂的地方進(jìn)行修補(bǔ),讓船體勉強(qiáng)保持運(yùn)轉(zhuǎn),以此來(lái)降低損失。盡管斷裂的船只數(shù)量上越來(lái)越少,但這件事情卻始終無(wú)法徹底的解決,一直到第二次世界大戰(zhàn)的結(jié)束之后,美國(guó)軍方的實(shí)驗(yàn)室才發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致船只斷裂的主因是由于氫元素存在。
在焊接郵輪的過(guò)程中會(huì)有一種氫原子被釋放出來(lái),然后被釋放到金屬內(nèi)部后會(huì)形成氫氣,這種氫氣就會(huì)逐漸累積,最終會(huì)對(duì)金屬內(nèi)部造成很大的破壞,可以導(dǎo)致鋼鐵的脆化,而這個(gè)過(guò)程被稱為氫催化。在這樣高的溫度下,甚至有可能發(fā)生氫氣的腐蝕,所以才導(dǎo)致了這艘船體出現(xiàn)斷裂的情況。
更重要的是迄今為止,研究人員還沒(méi)有弄明白氫催化究竟是怎么回事,也不知道究竟是什么物質(zhì)混合在一起會(huì)導(dǎo)致氫催化,能做的僅僅是采取一些措施來(lái)防止氫催化的發(fā)生。宇宙在138億年前就已經(jīng)形成了,在那個(gè)時(shí)候主要的元素是氫和氦兩種元素。
這些物質(zhì)構(gòu)成的星云團(tuán)經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年的時(shí)間發(fā)生了坍塌,然后發(fā)生了核融合,從而形成了恒星。在一百億年前宇宙中的恒星誕生數(shù)量達(dá)到了一個(gè)巔峰值,但是后來(lái)隨著氫氣的消耗,恒星數(shù)量開(kāi)始減少,并且這個(gè)過(guò)程已經(jīng)持續(xù)了很長(zhǎng)的一段時(shí)間,可能遠(yuǎn)超宇宙歷史。