现在我们都知道,一切可见的物质都是由各种元素所构成,其中包括生命。而人类目前已知的元素达118种,地球上存在的就有94种。而在众多的元素之中,排在第一位的就是氢,可能很多不理解,为什么氢这种元素会成为元素之首呢?下面我们就来一起对此进行简单的分析。

氢元素在地球的含量并不多,如果以质量来计算,氢元素大约占到地球总质量的百分之一左右,不过大多数情况氢元素并不是以氢原子的形式呈现的,而是以某种化合物的形式展现在我们的面前。比如最常见的水就是由两个氢原子和一个氧原子所构成的。

虽然氢元素在地球上的量并不算多,但却是宇宙中最多的一种元素。如果以质量来计算,氢元素的质量大约可以占到宇宙物质总量的90%以上。由于氢原子的质量较轻,所以若以数量来计算的话,氢原子的数量比宇宙间其它原子总量还要高出百倍以上。

为什么宇宙中的氢元素占比如此之多呢?这一点我们就要从宇宙大爆炸的时候说起,大约在138亿年前,一个拥有无限密度与质量的奇点因为某种未知的原因而发生了爆炸,于是宇宙诞生了。在宇宙大爆炸发生的一瞬间,时间、空间、各种物质同时迸发而出,也就是在这一瞬间,构成宇宙物质的基本单位“基本粒子”形成了,随着基本粒子的出现,质子和中子逐渐形成,不过,这个时候宇宙间还没有元素。

宇宙的“基本粒子”随着宇宙大爆炸诞生之后,又经过了数十万年的演化,才形成了宇宙最初的元素,而而氢就是其中的一个而且还是最多的一个,排名第二的就是氦元素了。从某种角度上,我们甚至可以说这个宇宙就是由氢和氦所组成的,因为氢元素占据了宇宙物质总量的90%,而氦元素占据了8%。

最初的宇宙诞生的只有氢和氦这两种元素,随着时间的推移,氢和氦再进行一系列演化,才有了后来其它的元素出现,而其中氢元素发挥得作用最大,从某种意义上来说,氢就是元素之源,是万物之源。没有最初大量的氢元素,就不会有后来多达118种元素的诞生,更不会有后来多彩的宇宙,不会有生命的诞生。

而将氢不断演化成其它元素的一个重要工具就是恒星。我们都知道,恒星是宇宙中最普遍存在的一种天体,它是宇宙的明灯和热源,正是有了大量恒星的存在,黑暗寒冷的宇宙才有了一丝光明和温暖,才有生命星球的诞生。

而恒星中70%以上的物质是氢,它的中心处是一个巨大的核聚变反应堆,大量的氢元素通过核聚变的形式不断加工冶炼转化为其它的元素,然后再释放到宇宙中。所以恒星就是宇宙中最重要的氢元素加工冶炼厂,宇宙中的氢通过恒星的冶炼转化不断形成了其它的元素,然后其它的各种元素又形成了万物,才有了现在宇宙的一切。

由此可见,氢在宇宙中有着重要的地位,它的前生创造了万物,而现在的氢仍然在宇宙中发挥着重要的作用,仍然是宇宙中占比最大的元素。像木星和土星这样的气态巨行星,虽然由于质量不达标,没有成为恒星,但是其上面的氢含量丝毫不亚于恒星太阳。

随着人类走进科技时代之后,才发现了氢这种重要的元素,也确定了它在元素中的首领地位。氢对于人类科技的发展是非常重要的,正是由于人类对氢的研究和探索,才让氢有了更多的用武之地,推动着人类科技飞速发展。

氢有三大特性,第一,容易大量产生;第二,能够燃烧和爆炸;第三,生成物是水。这表明,一种新型的易生产的绿色高能燃料被发现了。这就是氢——一种即将对人类的今天以及未来产生重大影响的元素。

现在的氢已经成为一种重要的工业原料,全世界生产的氢气约有2/3用于合成氨工业;氢气在氧气中燃烧的氢氧焰达3000℃高温,可用于熔融和切割金属;利用氢的同位素氘和氚的原子核聚变时产生的能量能生产氢弹;液态氢,作为最理想的火箭燃料,与液态氧混合燃烧可以产生大约等于350的比冲量。

以上这些氢的应用只不过是发挥了氢的一部分作用,真正强大的应用我们还没有实现,比如可控核聚变技术,这就是对于氢的一种划时代的应用,一旦我们实现了可控核聚变技术,不仅可以让人类真正摆脱污染型的化学能源,可以让地球生态环境逐渐变好,而且核聚类产生的强大能量还可以让人类的太空科技实现划时代的进步,比如实现初步的亚光速飞行。

当然,核聚变就是人造太阳,有了核聚变技术,我们就可以造出人造太阳,这对于人类未来移民火星或其它星球作用是非常大的,比如火星的温度较低,人类移民过去可能不适应那里的温度。这个时候我们在火星轨道放一个人造太阳,就可以让火星的温度大幅提升,适宜人类的生存。

而氢还有另一个更重要的应用,那就是金属氢,也就是固态氢。相信很多人都知道,任何气体在高压之下都能够凝聚成液态或固态,液态氢目前已经成为一种重要的能源。当压力继续加大的时候,液态的氢还会继续凝聚,最后成为固态氢,也就是科学家一直在研究探索的金属氢。

金属氢可能是一种高温超导体,如果能够实现对于人类的意义将非凡。虽然人类依靠现在的科技还无法完全实现金属氢,但是在宇宙的宇宙中,金属氢早已诞生。比如木星是一颗气态巨行星,大气中的主要成分就是氢。根据科学家的研究探索认为,木星大气中的氢并不都是气态的,最外层的是气态氢,而到了中间层由于高压的作用已经是液态的氢海洋。而在最内层之中,压力大到已对将氢转化为固态,成为了金属氢的结构。

当然,对于木星最内层的大气层到底是不是固态的氢结构,目前还只是科学家的一种猜测,只有当人类的科技实力发展到能够进入木星内部大气的时候才能够知道。不管如何,氢是宇宙中最重要的一种元素,它在宇宙中的含量非常之高,如果人类在未来真正能够完全挖掘出氢的潜力,或许将会给人类文明带来一次巨大的飞跃。