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우주의 구성 - 요소 풍요

요소 풍부함 측면에서 우주의 구성을 표현하는 두 가지 방법이 있습니다. 첫 번째는 각 요소의 원자가 풍부하고 두 번째는 각 요소의 질량 백분율입니다. 이 두 가지 방법은 매우 다른 값을 제공합니다. 예를 들어, 물에서의 원자의 백분율 (H 2 o) 수소와 산소는 66.6% H 및 33.3% O이고 질량 백분율은 11% H 및 89% O입니다.

우주에서 가장 풍부한 요소

수소는 지금까지 가장 풍부한 요소이며, 우주에서 원자의 약 92%를 차지합니다. 다음으로 가장 풍부한 요소는 헬륨이며 우주 원자의 7.1%를 차지합니다. 일반적으로 우주는 더 무거운 원소의 원자보다 가벼운 원자 질량을 가진 원소의 원자를 포함합니다.

우주의 구성 - 원소의 원자

원자 수의 관점에서, 우주에서 가장 풍부한 10 가지 요소는 다음과 같습니다.

다시 말해,이 10 가지 요소는 우주의 모든 원자의 약 99.3%를 차지합니다.

우주의 원소 풍부 테이블 - 질량 퍼센트

보다 일반적으로 풍부 테이블은 질량 백분율 측면에서 요소를 설명합니다.

은하수의 구성에 대해 우리가 알고있는 것을 다른 은하에서 우리가 보는 것과 결합하면 우주의 풍부 요소에 대한 추정을 제공합니다. 83 개의 가장 풍부한 요소는 모두 적어도 하나의 안정적인 동위 원소를 가지고 있습니다. 다음으로, 본질적으로 존재하는 방사성 요소가 있지만 방사성 붕괴로 인해 미량 양으로 만 발생합니다. 초과성 요소는 실험실에서만 합성됩니다.

원자 번호 기호 요소 원자의 백분율
우주에서
1 h 수소 92%
2 He helium 7.1%
8 o 산소 0.1%
6 c Carbon 0.06%
10 n 질소 0.015%
7 ne neon 0.012%
14 si silicon 0.005%
12 mg magnesium 0.005%
26 fe 론 0.004%
16 s sulfur 0.002%

짝수 요소가 더 풍부합니다

헬륨 (2) 및 산소 (8)와 같은 원자 숫자가있는 원소는 리튬 (3) 및 질소 (7)와 같은 주기성 테이블의 양쪽의 홀수 요소보다 더 풍부합니다. 이 현상을 Oddo-Harkins 규칙이라고합니다. 이 패턴에 대한 가장 쉬운 설명은 헬륨을 빌딩 블록으로 사용하는 별의 융합을 통해 많은 요소가 형성된다는 것입니다. 또한, 원자 숫자조차도 원자 핵에서 양성자 쌍 형성으로 이어진다. 한 양성자의 스핀은 파트너의 반대 스핀을 상쇄하기 때문에이 패리티는 원자 안정성을 증가시킵니다.

Oddo-Harkins 규칙에 대한 큰 예외는 수소 (1) 및 베릴륨 (4)입니다. 수소는 빅뱅 중에 형성 되었기 때문에 다른 요소보다 훨씬 더 풍부합니다. 우주가 나이가 들어감에 따라 수소는 헬륨으로 융합합니다. 결국, 헬륨은 수소보다 더 풍부 해집니다. 베릴륨의 낮은 풍부도에 대한 한 가지 설명은 하나의 안정적인 동위 원소를 가지고 있으므로 방사능 붕괴를 통해 다른 원소로 변경된다는 것입니다. 붕소 (3)와 리튬 (5)은 각각 2 개의 안정적인 동위 원소를 가지고 있습니다.

우주의 구성을 어떻게 알 수 있습니까?

우주의 요소 구성을 추정하는 데 관련된 몇 가지 추측이 있습니다. 과학자들은 분광법을 사용하여 별과 성운에서 요소의 요소 서명을 측정합니다. 우리는 태양계의 지구와 다른 행성의 구성에 대해 아주 좋은 아이디어를 가지고 있습니다. 먼 은하의 관찰은 과거를 엿볼 수 있으므로 연구자들은 그 데이터를 은하수와 인근 은하에 대해 우리가 알고있는 것과 비교합니다. 궁극적으로 우주의 구성에 대한 우리의 이해는 물리적 법칙과 구성이 일정하다고 가정하고 핵 합성에 대한 이해 (요소가 어떻게 이루어 지는가)가 정확하다. 따라서 과학자들은 초기 우주에 어떤 요소가 있었는지, 현재의 요소, 그리고 시간이 지남에 따라 구성이 어떻게 변하는지를 알고 있습니다.

암흑 물질과 암흑 에너지

요소는 우주 에너지의 약 4.6% 만 구성합니다. 과학자들은 우주의 약 68%가 암흑 에너지와 약 27%의 암흑 물질로 구성되어 있다고 생각합니다. 그러나 이것들은 에너지의 형태이며 우리가 직접 관찰하고 측정 할 수 없었던 문제입니다.

참조

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  • Suess, Hans; Urey, Harold (1956). “요소의 풍부함”. 현대 물리학의 리뷰 . 28 (1) :53. doi :10.1103/Revmodphys.28.53
  • Trimble, Virginia (1996). "화학 요소의 기원과 진화". 말칸에서, 매튜 A; Zuckerman, Ben (eds.). 우주의 기원과 진화 . Sudbury, MA :Jones와 Bartlett Publishers. ISBN 0-7637-0030-4.
  • vangioni-flam, 엘리자베스; Cassé, Michel (2012). Spite, Monique (ed.). 갤럭시 진화 :먼 우주를 지역 화석 기록과 연결 . Springer Science &Business Media. ISBN 978-9401142137.

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원자 번호 symbol name replative
풍요 		우주의 풍요
(질량 백분율)
1 h 수소 1 75
2 he helium 2 23
8 o 산소 3 1
6 c Carbon 4 0.5
10 ne neon 5 0.13
26 fe 론 6 0.11
7 n 질소 7 0.10
14 si silicon 8 0.07
12 mg magnesium 9 0.06
16 s sulfur 10 0.05
18 ar argon 11 0.02
20 ca 칼슘 12 0.007
28 ni nickel 13 0.006
13 al 알루미늄 14 0.005
11 na 나트륨 15 0.002
24 cr Chromium 16 0.015
25 mn mangenese 17 8 × 10
15 p 인 18 7 × 10
19 k 칼륨 19 3 × 10
22 ti titanium 20 3 × 10
27 co cobalt 21 3 × 10
17 cl 염소 22 1 × 10
23 v vanadium 23 1 × 10
9 f fluorine 24 4 × 10
30 zn incl 25 3 × 10
32 ge germanium 26 2 × 10
29 cu 구리 27 6 × 10
40 zr zirconium 28 5 × 10
36 kr krypton 29 4 × 10
38 sr strontium 30 4 × 10
21 sc scandium 31 3 × 10
34 se selenium 32 3 × 10
31 ga gallium 33 1 × 10
37 rb rubidium 34 1 × 10
54 xe Xenon 35 1 × 10
56 ba barium 36 1 × 10
58 ce cerium 37 1 × 10
60 nd neodymium 38 1 × 10
82 pb lead 39 1 × 10
52 te tellurium 40 9 × 10
33 as arsenic 41 8 × 10
35 br bromine 42 7 × 10
39 y yttrium 43 7 × 10
3 li lithium 44 6 × 10
42 mo molybdenum 45 5 × 10
62 sm samarium 46 5 × 10
78 pt platinum 47 5 × 10
44 ru ruthenium 48 4 × 10
50 sn tin 49 4 × 10
76 os osmium 50 3 × 10
41 nb niobium 51 2 × 10
46 pd palladium 52 2 × 10
48 cd cadmium 53 2 × 10
57 la lanthanum 54 2 × 10
59 pr praseodymium 55 2 × 10
64 gd gadolinium 56 2 × 10
66 dy dysprosium 57 2 × 10
68 er erbium 58 2 × 10
70 yb ytterbium 59 2 × 10
77 ir iridium 60 2 × 10
4 be beryllium 61 1 × 10
5 b boron 62 1 × 10
53 i iodine 63 1 × 10
80 hg Mercury 64 1 × 10
55 cs cesium 65 8 × 10
72 hf hafnium 66 7 × 10
83 bi bismuth 67 7 × 10
45 rh rhodium 68 6 × 10
47 ag silver 69 6 × 10
79 au gold 70 6 × 10
63 eu Europium 71 5 × 10
65 tb terbium 72 5 × 10
67 ho holmium 73 5 × 10
74 w tungsten 74 5 × 10
81 tl thallium 75 5 × 10
51 sb antimony 76 4 × 10
90 th thorium 77 4 × 10
49 in indium 78 3 × 10
75 re rhenium 79 2 × 10
92 u Uranium 80 2 × 10
69 tm thulium 81 1 × 10
71 lu lutetium 82 1 × 10
73 ta tantalum 83 8 × 10
89 ac actinium - trace (방사능)
85 at astatine - trace (방사능)
87 fr francium - trace (방사능)
93 np neptunium - trace (방사능)
94 pu plutonium - trace (방사능)
84 po polonium - trace (방사능)
61 pm promethium - trace (방사능)
91 pa protactinium - trace (방사능)
88 ra radium - trace (방사능)
86 rn radon - trace (방사능)
43 tc technetium - trace (방사능)
95 am Americium - 0 (합성)
96 cm curium - 0 (합성)
97 bk berkelium - 0 (합성)
98 cf californium - 0 (합성)
99 es einsteinium - 0 (합성)
100 fm fermium - 0 (합성)
101 md mendelevium - 0 (합성)
102 no nobelium - 0 (합성)
103 lr lawrencium - 0 (합성)
104 rf Rutherfordium - 0 (합성)
105 db dubnium - 0 (합성)
106 sg seaborgium - 0 (합성)
107 bh bohrium - 0 (합성)
108 hs hassium - 0 (합성)
109 mt meitnerium - 0 (합성)
110 ds darmstadtium - 0 (합성)
111 rg roentgenium - 0 (합성)
112 cn copernicium - 0 (합성)
113 nh nihonium - 0 (합성)
114 fl flerovium - 0 (합성)
115 mc moscovium - 0 (합성)
116 lv livermorium - 0 (합성)
117 ts tennessine - 0 (합성)
118 og Oganesson - 0 (합성)