宇宙中的星體都是無比龐大的。但越是巨大的星體其生命周期也就越是短暫,在很短的時間內就會因為超新星的爆發(fā),產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過幾百萬年的時間,就會重新變成質量更小型的恒星。
恒星的進化是不可逆的,一旦發(fā)生了核聚變,就會無法再形成氫元素,因此這也是整個宇宙中的氫元素會越來越少的重要因素,到了現在已經只剩下74%了。一旦氫元素的濃度降低到一個臨界值,那么星云的塌陷就不會再產生核聚變,也就不會產生新的恒星了。
在整個宇宙中,大質量的星體只有寥寥幾顆,而中小規(guī)模的星體卻有挺多的。太陽是一顆主序星,并且它的生命可以達到一百億年以上,而在這一百億年中太陽一直在發(fā)生著以氫元素為首的核聚變從而形成氦元素。
當宇宙在迅速膨脹或者極速降溫時,大爆炸之后大約十秒到三十五分鐘的時間段中,宇宙的溫度與密度都達到了輕質核聚變的程度,所以在這一期間會有許多氦原子與少量的輕質元素生成。太陽在核聚變的整個過程中,所能產生的氦元素并不多,而氫氣的消耗量也不多。
實際上發(fā)生這種情況的僅僅只是太陽中心的氫元素參與核聚變而已,而太陽外的氫元素由于其巨大的輻射力,根本不可能抵達太陽中心。據推測即使太陽未來在消亡時,其本身能夠消耗的氫元素也就是在10%到30%之間。
但是其他的大質量恒星,卻因為它們內部核聚變反應的輻射力要大于太陽,所以當這些恒星消亡時,能夠剩余的氫燃料也就會相對較多。在認識化學的過程中第一個接觸的元素就是氫元素,因為氫是元素周期表上排在第一位的,同時重量也是最輕的。
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,同時它也是質量最輕的元素之一。但是氫元素的破壞力卻是最大的,那在所有元素中質量最輕的氫元素破壞力到底有多大?
事實上宇宙中的氫氣并非都是以恒星為中心。然而實際卻正好相反,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為某種偶然的原因,才能夠相互吸附而產生恒星。這兩個數量相比較而言,簡直就是滄海一粟。
在第二次世界大戰(zhàn)的時候,美國人曾經制造過多艘郵輪用來運輸補給,結果這批郵輪還沒有正式服役,就由于氫元素的存在給攔腰截斷,郵輪的數量總共是2710艘,光是有問題的郵輪就占到了1500艘。要知道在一望無際的大海上航行,如果有巨大海浪襲來,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,事實上這已經不是第一次發(fā)生這種事情了,此前還有一艘郵船駛入紐約海灣時出現同樣的情況,導致了慘重的傷亡。一艘郵輪的成本大概在200萬美元,這么多艘郵輪墜入海底所帶來的損失超乎想象。
為了能夠順利地運輸貨物降低損失,美國的造船公司會在船體開裂的地方進行修補,讓船體勉強保持運轉,以此來降低損失。盡管斷裂的船只數量上越來越少,但這件事情卻始終無法徹底的解決,一直到第二次世界大戰(zhàn)的結束之后,美國軍方的實驗室才發(fā)現,導致船只斷裂的主因是由于氫元素存在。
在焊接郵輪的過程中會有一種氫原子被釋放出來,然后被釋放到金屬內部后會形成氫氣,這種氫氣就會逐漸累積,最終會對金屬內部造成很大的破壞,可以導致鋼鐵的脆化,而這個過程被稱為氫催化。在這樣高的溫度下,甚至有可能發(fā)生氫氣的腐蝕,所以才導致了這艘船體出現斷裂的情況。
更重要的是迄今為止,研究人員還沒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混合在一起會導致氫催化,能做的僅僅是采取一些措施來防止氫催化的發(fā)生。宇宙在138億年前就已經形成了,在那個時候主要的元素是氫和氦兩種元素。
這些物質構成的星云團經過億萬年的時間發(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量達到了一個巔峰值,但是后來隨著氫氣的消耗,恒星數量開始減少,并且這個過程已經持續(xù)了很長的一段時間,可能遠超宇宙歷史。