为什么宇宙中最多的元素是氢和氦？
氢与氦是宇宙中最多的两种元素，不管你向什么方向观测，都会发现星际介质中氢元素大致占3/4，氦约占1/4，而比氦更重的元素加起来只有1%左右。这样的比例难道只是一种偶然吗？还是有更深刻的原因？
大爆炸宇宙论的奠基人伽莫夫解开了这个谜题。原来，宇宙大爆炸刚开始几秒钟之内，宇宙中充满了光子、电子、质子、中子等基本粒子。那时宇宙的温度超过100亿开，在正负电子和中微子媒介下，质子和中子处于热平衡的状态，不断地互相转变为对方，它们的数量比随宇宙的温度而变化。但是当温度下降到100亿开以下时，正负电子发生湮灭而大量消失，致使质子和中子失去热平衡，不再相互转变，结果它们的数量也就始终维持在宇宙温度为100亿开时的比例上，中子与质子的数量比大约为1∶7。当大爆炸发生3分钟左右，宇宙温度下降到10亿开时，质子和中子开始聚变成氘核，并发生进一步聚变，最终形成稳定的氦核，以及极少量的锂、铍等轻元素。因为中子的数量少于质子，所以当聚变反应将中子全用完后，氦核的合成过程也告结束。这个反应的发生时间为宇宙大爆炸之后3分钟到1小时。反应结束后还剩下大量的质子，也就是氢核。考虑到每生成一个氦核要消耗2个质子和2个中子，简单的计算就可得出，反应结束后氦的丰度为1/4，氢的丰度为3/4。这就是今天在宇宙中看到的两种主要元素的丰度。
【发散思维】为什么宇宙不是稳定不变的？
【本文关键词】大爆炸宇宙论 稳恒态宇宙论
