题目

组成宇宙的物质来自哪里!元素是如何产生的!

提问时间：2020-07-27

答案

宇宙最开始,没有物质只有能量,大爆炸后物质由能量转换而来（质能转换E=mcc）,当代粒子物理学告诉我们,在足够高的温度下（称为“阈温”）,物质粒子可以由光子的碰撞产生出来.
下面是宇宙进化的详细过程：
】宇宙诞生第1/10000秒（时标）,温度达几十万亿开,大于强子和轻子的阈温,光子碰撞产生正反强子和正反轻子,同时其中也有湮灭成光子.在达到平衡状态时,粒子总数大致于光子总数相等,未经湮灭的强子破碎为“夸克”,此时夸克处于没有任何相护作用的“渐进自由状态”.宇宙中的粒子品种有：正反夸克,正反电子,正反中微子.最后,有十亿分之一的正粒子存留下来；
】时标0.01秒温度1000亿开,小于强子阈温大于轻子阈温.光子产生强子的反应已经停止,强子不再破碎为夸克,质子中子各占一半,但由于正反质子正反中子不断湮灭,强子数量减少.中子与质子不断相护转化,到1.09秒时,温度100亿开,质子：中子=76：24；
】时标13.82秒,温度小于30亿开,物质被创造的任务完成.中子衰变现象出现,衰变成质子加电子加反中微子.这时质子：中子=83：17；
】时标3分46秒,温度9亿开,反粒子全部湮灭,光子：物质粒子=10亿：1,中子不在衰变,质子：中子=87：13（一直到现在）；这时出现了一个非常重要的演化：由2个质子和2个中子生成1个氦原子核,中子因受核力约束而保存下来.宇宙进入核合成时代.（如果没有氦核产生,中子将全部衰变,也没有以后其它的原子核）
】时标30万—70万年,温度4000—3000开,能量和物质处于热平衡状态.开始出现稳定的氢氦原子核,宇宙进入复合时代.在后期宇宙逐步转变为以物质为主的时代.（光子随着温度的降低而可以自由穿行,即今天的3开宇宙背景辐射!）
】时标4亿—5亿年,温度100开.物质粒子开始凝聚,引力逐渐增大,度过“黑暗时代”后,第一批恒星星系形成.
】随着第一批恒星的形成,原子在恒星的内部发生了核聚变反应,进而出现了氦,炭、氧、镁,铁等元素原子核.核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下 （如超高温和高压）,发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式.
（值得注意的是,不同质量的恒星能引发的核聚变程度不同,太阳主要为氢—氦聚变,重一点的会引发炭—氧—镁聚变,再重的会引发下一轮聚变.总的顺序简略依次为：氢—氦—炭—氧—镁—硅—铁.但无论恒星多重,最终的聚变结果只能是铁,恒星内部不能产生比铁更重的原子核!）
凡是元素周期表上有的(除人造元素外),都是在恒星大炼炉里形成的,铁以后的原子核,只能在超爆中产生.