天体物理学家表示,为什么你总是说错自己的年龄? 宇宙虚空

你今年多大? 这是一个简单的问题,我们都曾在某个时候被问过。 但答案并不那么简单; 更重要的是,如果我们停下来思考,就会感到惊讶 我们来自哪里。 关键是要认识到构成我们身体的元素比我们想象的更古老, 甚至比我们的星球还要多

解释是这样的:人们常说 我们是星尘; 非常好,已经听说过,但事实并非如此。 如果我们问自己我们的身体有多大,我们必须分析人体实际上是什么。 我们的身体大部分是由水组成的(按质量计约占 60%)。 那是Hâ‚O,两个 氢原子 对于每一个氧,这意味着组成我们的约 7,000 万亿个原子中的大部分是氢,按数量计算约占 62%。 这些氢原子有多老了? 答案又不简单了。 氢原子由质子和电子组成。 嗯,根据我们最近的计算,质子出现在宇宙中的时间大约是在不到 138.13 亿年前,上下误差为 3800 万年。

具体来说,今天存在的几乎所有氢原子的质子都出现了 从大爆炸后的第一秒开始 前三分钟是从138.13亿年前的那一刻算起。 从宇宙诞生的第一秒起,以前主宰整个宇宙的夸克就消失了,形成了质子和中子。 同样在那个遥远的时间(但它发生在这里,在您阅读本文的同一个地方 – 以及其他任何地方 -),电子已经相当 老的在大爆炸后的百万分之一秒到十亿分之一秒之间形成。

但直到电子和质子结合在一起形成氢 大爆炸后约 38 万年。 因此,我和你体内 62% 的原子(占其质量的 8%)的年龄是我们星球形成年龄的 3 倍多,这意味着我们居住的球体被创造的那一刻。 这让我们不得不说,我们并不像人们常说的那样是星尘。 相反,我们的原子大部分是在大爆炸后不久构思出来的。

回到分子及其原子的组成,我们把氧悬在了一边。 此外,这种元素非常重要,因为虽然氢是我们体内最丰富的原子,但如果我们看质量,氧占主导地位,它比质子重约 16 倍。 以及我们正在谈论的电子。 我们质量的 65% 是氧气。

我们在体重秤上看到的主导氧气的年龄有多大? 有些天体物理学家几十年来一直在思考这个问题并寻找氧气,事实是 在宇宙中很容易找到,在越来越远的星系中。 当宇宙年龄还不到当前年龄的 3% 时,就已经发现了氧气。 观察遥远的星系意味着回顾过去,因为它们距离我们太远了,光线无法照射到它们。 几乎需要永远 到达我们身边。 这种延迟让我们 旅行 在时空中。 我们的研究告诉我们,当今宇宙中存在的氧的四分之三是在宇宙历史的前半段形成的,另外四分之一是在之后形成的。 在更远的太空中,在更早的时间里,我们今天拥有的氧气的 50% 是在宇宙历史的第一季度形成的,即大爆炸后的前 35 亿年,当时还有大约 50 亿年距离太阳和地球出现还有 45 亿年。 我们没有提供更多关于氧气形成的数据,尽管有一些,但我们得出的结论是,平均而言,我们的氧气可能有大约 105 亿年的历史。 我们都这么老了。

我们是氧、碳和氢

如果我们不断地问自己,当组成我们的元素形成时,我们计算的是多少岁,我们必须考虑下一种原子对我们的尺度测量的质量贡献。 这种元素就是碳,几乎占我们质量的 20%。 碳、更多的氧、更多的氢已经占了我们身体质量的 93%。 碳的观测要困难一些,但通过射电望远镜,我们几乎可以像观测氧一样,在宇宙历史中观察到同样遥远和早期的情况。

到目前为止,我们或多或少已经足够计算出我们身体的真实年龄了。 我们将其他元素(氮、钙和磷是下一个基本感兴趣的元素)的形成作为我们不想涉及的小修正。 我们也不会止步于这样一个事实:实际上,任何原子都来自于我们宇宙第一秒出现的原始氢,混合在 午餐盒子 恒星,借助其他非常古老的粒子,例如光子(并不总是存在)。

对于行星,我们可以做出类似的考虑,考虑到它的原子、它们来自哪里以及它们出现的时间。 就我们的原子年龄而言,我们的年龄与地球的年龄相比如何? 地球质量的三分之一是铁,稍少一点的是氧,另外三分之一主要是硅和镁,几乎各占质量的 15%,只为少量的硫、镍、镉留下空间(或者更确切地说,质量) , ETC。

我们星球上的铁或硅是什么时候形成的? 嗯,给出答案比氧气的情况要困难得多。 可以在很远的物体中检测到铁,尽管这是极其困难的。 我们已经在宇宙年龄仅为当前年龄 5% 时存在的超大质量黑洞附近检测到了铁和硅,但这些元素的出现速度肯定比氧慢得多:我们需要继续研究来证实这一点。

我们的身体历史之旅就此结束。 我们不会了解在宇宙中舞动了亿万年的物质何时以这种方式聚集在一起 获得了哲学和宗教一直试图解释的东西 几千年来。 我们身体的一部分很久以前就已经填充了部分宇宙空隙,它们将会返回其中,尽管每次它们填充的量会少一些。

瓦科·科斯米科 这一部分以定性和定量的方式呈现我们关于宇宙的知识。 目的是不仅从科学的角度,而且从哲学、社会和经济的角度解释理解宇宙的重要性。 “宇宙真空”一词指的是这样一个事实:宇宙在很大程度上是空的,每立方米只有不到一个原子,尽管矛盾的是,在我们的环境中,每立方米有五千万个原子米,它邀请我们反思我们的存在和宇宙中生命的存在。 该部分已组成 巴勃罗·G·佩雷斯·冈萨雷斯天体生物学中心研究员,以及 伊娃·维拉弗西班牙航天局空间与社会办公室主任,加那利群岛天体物理研究所研究教授。

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#天体物理学家表示为什么你总是说错自己的年龄 #宇宙虚空
2024-02-26 04:20:00

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