Ποιο είναι το πιο άφθονο στοιχείο στο Σύμπαν;
Το πιο άφθονο στοιχείο στο σύμπαν είναι το υδρογόνο. Το υδρογόνο αντιπροσωπεύει σχεδόν τα τρία τέταρτα της ύλης, ενώ το ήλιο αποτελεί σχεδόν το ένα τέταρτο. Το οξυγόνο είναι το τρίτο πιο άφθονο στοιχείο. Το άθροισμα όλων των άλλων στοιχείων αντιστοιχεί περίπου στο ένα τοις εκατό της συνολικής μάζας!
Αφθονία στοιχείων στο Σύμπαν
Εδώ είναι η εκτιμώμενη αφθονία στοιχείων στον γαλαξία του Γαλαξία, τα οποία μπορείτε να λάβετε ως αντιπροσωπευτικά της σύνθεσης του σύμπαντος:
| Ατομικός αριθμός | Στοιχείο | Μαζικό ποσοστό |
| 1 | Υδρογόνο (H) | 73,9 |
| 2 | Ήλιο (Αυτός) | 24,0 |
| 8 | Οξυγόνο (O) | 1.0 |
| 6 | Άνθρακας (C) | 0,5 |
| 10 | Νέον (Ne) | 0.1 |
| 26 | Σίδηρος (Fe) | 0.1 |
| 7 | Άζωτο (N) | 0.1 |
| 14 | Πυρίτιο (Si) | 0,065 |
| 12 | Μαγνήσιο (Mg) | 0,058 |
| 16 | Θείο | 0,044 |
| – | Όλα τα άλλα μαζί | ~0,05 |
Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν φασματοσκοπικά δεδομένα για να μετρήσουν την αφθονία των στοιχείων στο σύμπαν. Η κατανόησή μας για τη σύνθεση του σύμπαντος αλλάζει πάντα, συν τα νέα εργαλεία αλλάζουν τον τρόπο που το μετράμε. Όμως, το σύμπαν δεν είναι ακριβώς το ίδιο παντού και η αφθονία των στοιχείων είναι εκτιμήσεις. Βασικά, οι αναφορές συμφωνούν ως προς τη σειρά των στοιχείων ως προς την αφθονία, αλλά διαφωνούν (μερικές φορές ευρέως) για τους πραγματικούς αριθμούς. Θα πρέπει να ξέρετε ότι το υδρογόνο είναι πιο άφθονο, ακολουθούμενο από ήλιο, και μετά το οξυγόνο, τον άνθρακα, το νέον και τον σίδηρο.
Γιατί είναι το υδρογόνο το πιο άφθονο στοιχείο;
Ο λόγος που το υδρογόνο είναι το πιο άφθονο στοιχείο στο σύμπαν ανάγεται στη Μεγάλη Έκρηξη. Η Μεγάλη Έκρηξη οδήγησε γρήγορα στο σχηματισμό πρωτονίων, νετρονίων και ηλεκτρονίων. Επειδή το υδρογόνο είναι το απλούστερο στοιχείο, σχηματίστηκε πιο εύκολα. Τεχνικά, ακόμη και ένα μοναχικό πρωτόνιο ταξινομείται ως άτομο υδρογόνου. Ένα ουδέτερο άτομο έχει επίσης ένα ηλεκτρόνιο. Τα περισσότερα άτομα υδρογόνου δεν έχουν νετρόνια, αν και το λιγότερο κοινό ισότοπο δευτέριο έχει ένα νετρόνιο και το σπανιότερο ισότοπο τρίτιο έχει δύο νετρόνια.
Πώς σχηματίζονται τα στοιχεία;
Αρχικά, το σύμπαν ήταν πιο πλούσιο σε υδρογόνο από ότι είναι σήμερα. Περίπου το ένα τέταρτο του ηλίου στο σύμπαν σχηματίστηκε κατά τη διάρκεια της Μεγάλης Έκρηξης, αλλά ένα άλλο 3% σχηματίστηκε από υδρογόνο κατά τη σύντηξη στα αστέρια.
Το οξυγόνο σχηματίζεται από τη σύντηξη στα αστέρια λίγο πριν γίνουν σουπερνόβα. Καθώς τα αστέρια γερνούν και πεθαίνουν, το ποσοστό οξυγόνου στο σύμπαν αυξάνεται. Ο άνθρακας σχηματίζεται κυρίως σε κόκκινους γίγαντες. Το νέον, όπως και το οξυγόνο, σχηματίζεται στα προ-σούπερνοβα αστέρια. Το άζωτο προέρχεται από αστέρια όπως ο Ήλιος από τη διαδικασία σύντηξης που περιλαμβάνει άνθρακα και οξυγόνο. Το μαγνήσιο σχηματίζεται μέσω σύντηξης όταν εκρήγνυνται τεράστια αστέρια. Το πυρίτιο, ο σίδηρος και το θείο προέρχονται από εκρηκτικά τεράστια αστέρια και λευκούς νάνους. Τα βαρύτερα στοιχεία σχηματίζονται από τη συγχώνευση άστρων νετρονίων και τη σύντηξη σε ετοιμοθάνατους αστέρες χαμηλότερης μάζας. Το τεχνήτιο και τα στοιχεία βαρύτερα από το ουράνιο συντίθενται κυρίως σε επιταχυντές και πυρηνικούς αντιδραστήρες. Αν και είναι πιθανό να σχηματιστούν φυσικά, αποσυντίθενται τόσο γρήγορα που δεν υπάρχουν σε ανιχνεύσιμες ποσότητες.
Ύλη εναντίον Σκοτεινής Ύλης
Τα στοιχεία είναι παραδείγματα συνηθισμένης ή βαρυονικής ύλης. Η βαρυονική ύλη αποτελείται από πλανήτες, αστέρια, διαστρικά σύννεφα και διαγαλαξιακά αέρια. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι μόνο το 4,6% περίπου του σύμπαντος αποτελείται από συνηθισμένη ύλη και ενέργεια, ενώ το 68% είναι σκοτεινή ενέργεια και το 27% είναι σκοτεινή ύλη. Ωστόσο, δεν μπορέσαμε να παρατηρήσουμε άμεσα τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια, επομένως η φύση τους δεν είναι καλά κατανοητή ή χαρακτηρισμένη.
Αναφορές
- Anders, E; Ebihara, Μ (1982). «Η αφθονία των στοιχείων του ηλιακού συστήματος». Geochimica et Cosmochimica Acta . 46 (11):2363. doi:10.1016/0016-7037(82)90208-3
- Cameron, A.G.W. (1973). «Αφθονία των στοιχείων στο ηλιακό σύστημα». Κριτικές Επιστήμης του Διαστήματος . 15 (1):121. doi:10.1007/BF0017244
- Croswell, Ken (Φεβρουάριος 1996). Αλχημεία των Ουρανών . Αγκυρα. ISBN 0-385-47214-5.
- Suess, Hans; Urey, Harold (1956). «Αφθονίες των Στοιχείων». Κριτικές της σύγχρονης φυσικής . 28 (1):53. doi:10.1103/RevModPhys.28.53
