氢 · 科学
氢,宇宙中最丰富的元素
宇宙普通物质约四分之三是氢,诞生于大爆炸之后不久。它在恒星里,在水里,也占你身体原子数的62%。
bairogonzalez.com 团队,根据 Bairo 的经历撰写 · 发布于
如果你能把宇宙中所有的普通物质——恒星、行星、气体云和人的物质——收集起来,再按元素分开,那么这一大堆里约有四分之三是氢。剩下的几乎全是氦。我们所知道的其他一切,血液里的铁、骨骼里的钙、沙子里的硅、一枚婚戒里的金,加起来还不到百分之二。
如果按原子个数而不是按重量来数,优势就更大了:宇宙中每一百个原子里,大约有九十二个是氢。
最简单,也最古老
普通的氢是最简单的原子:一个质子,一个电子。用物质再也造不出比它更基本的东西。
它也是最古老的。大爆炸之后的最初几分钟,宇宙太热、太稠密,留不住完整的原子。在这段极短的时间里,形成了轻元素的原子核:大量的氢,不少的氦,一丝锂。宇宙学家称这一刻为原初核合成;它所预言的比例——按质量约75%的氢和25%的氦——与天空中测得的结果相符。
直到几十万年之后,宇宙才冷却到足以让电子被原子核捕获。那时,真正意义上的第一批氢原子才诞生,它们和今天仍漂浮在星系之间的氢原子是同一种。
恒星的熔炉
此后出现的几乎一切,都诞生于氢。气体云在引力作用下收缩、升温,在云的中心,氢开始聚变为氦。恒星就是这样被点亮的。太阳此刻正在这样做,每一秒都在做,温暖你皮肤的光就来自这份工作。
在更大的恒星里,聚变还会继续:碳、氧、氮。这些恒星死去时,会把它们制造出的元素撒向太空。你细胞里的碳、你呼吸的氧,都曾经过一颗以燃烧氢开始一生的恒星内部。
在你身体里
氢在水里:水由两个氢原子和一个氧原子构成。它也在脂肪、蛋白质和DNA里。
在人体中,氢约占质量的9.5%。看起来不多,因为它是极轻的原子。但若按原子个数计算,你身体里约62%的原子是氢。构成你的大部分原子,与宇宙最初几分钟里形成的元素是同一种。
这正是21厘米谱线对天文学如此珍贵的原因:倾听氢,就是倾听万物的主要成分。
资料来源:化学元素丰度 · HyperPhysics,大爆炸核合成 · 人体的组成 · 氢谱线
在拜罗眼中
对拜罗·莱昂德罗·冈萨雷斯·马丁内斯(Bairo Leandro Gonzalez Martinez)来说,科学中很少有事实像这一个这样富有灵性,尽管科学并不用这样的字眼来表达。最简单的元素无处不在:在恒星和空气里,在海洋和血液里。低调,几乎看不见,从一开始就在。
他说,他在氢里看见了神。这是他的信仰,以诗的方式说出,而不是化学上的论断。他所追随的声音一章讲述了这幅图景从何而来。化学解释氢是什么;而它对一个在谷底找到信仰的人意味着什么,那属于他自己。
还有一个细节令他动容:最丰富的,也是最简单的。在他看来,丰盛并不从复杂开始。它从基本开始,忠实地重复,一个原子接一个原子。
写给你
在糟糕的日子里知道这一点,也许是一种宽慰。你在很大程度上,是由世上最古老的材料构成的。你身体里的氢原子,在来到这里之前,已经穿越了数十亿年、穿越了云团、恒星和海洋。你不是最后一刻的偶然。你是一段极其漫长的故事里,最近的一章。
氢还教给我们第二件事:伟大不需要复杂。天上最亮的恒星燃烧的是最简单的原子。也许你人生的下一步也不需要多么精巧。它需要的是简单,并且不断重复。