氢元素不断被消耗，未来新恒星将难以形成，宇宙或将进入黑暗时代

在宇宙的演化历程中，恒星扮演着至关重要的角色。在过去一百多亿年里，无数的恒星在宇宙中闪耀，它们的光芒照亮了黑暗的宇宙空间，为生命的诞生和演化提供了必要的条件。

根据大爆炸宇宙论，氢元素是宇宙中第一种被合成出来的元素。在“大爆炸”发生后的极短时间内，宇宙中就生成了大量的质子和中子，而质子就是氢原子核。在“大爆炸”发生后不久，宇宙经历了“原初核合成期”。在宇宙诞生之初，宇宙中大约75%都是氢元素，这些氢大部分都弥漫在星际和星系际空间中，仅有一小部分会形成恒星；而余下的25%主要是氦以及极少量的锂。而后续宇宙中的各种比锂重的元素，主要是在恒星内部的核反应以及超新星爆发等过程中制造出来的。

氢元素作为宇宙中最丰富的元素，是恒星形成的基础原料。恒星之所以能够发光发热，就是因为其核心区域正在进行着核聚变反应，这个过程中会释放出巨大的能量，使得恒星发光发热，而氢元素是这一反应的主要“燃料”。在内部氢元素基本耗尽后，质量较大的恒星还会进入氦聚变阶段，接着是碳、氧等元素的聚变阶段。

当恒星内部的核聚变反应无法再维持其自身的结构和能量平衡时，恒星便会以超新星爆发等形式结束其生命。当恒星死亡后，会将大部分物质抛射到宇宙空间中，这些物质会与星际物质混合，成为下一代恒星和行星形成的原材料。

在宇宙诞生后的大约是4亿年内，第一批星系便形成了。宇宙中氢元素虽多，但总量毕竟有限。每一颗恒星在其漫长的生命周期中，都在不断地将氢转化为氦等更重的元素。随着时间的流逝，宇宙中的氢元素会逐渐减少。虽然宇宙中的其他物质可以多种方式转化和生成氢元素，例如部分放射性元素发生衰变时会释放出氢原子核，但这远远无法弥补恒星核聚变过程对氢元素的消耗。

如果宇宙按照目前的演化趋势发展下去，在极其遥远的未来，宇宙中的氢元素将会被消耗到一个极低的水平。届时，宇宙中氢元素的丰度过低可能将会导致新恒星的形成变得极为困难，随着一批批恒星逐渐衰老死亡，宇宙中的星光将逐渐黯淡。当最后一颗恒星熄灭后，宇宙将陷入一片黑暗与寂静，进入“黑暗时代”。

那么宇宙未来真的会进入黑暗时代吗？目前科学家还无法给出确切的答案，因为宇宙的演化过程极为复杂，我们对宇宙的认识还非常有限，例如，暗物质和暗能量的本质仍然是未解之谜。宇宙目前正在暗能量的推动下加速膨胀，如果这一过程不断持续下去，恐怕等不到最后一颗恒星熄火，宇宙就将灭亡。

但就算宇宙在极其遥远的未来会进入黑暗时代，这一过程的发生也会非常缓慢，因为根据光谱分析数据，从宇宙诞生至今，氢元素的消耗量连其总量的1%都没有达到。以太阳为例，尽管在过去46亿年中，太阳每秒钟会将大约 6 亿吨的氢通过核聚变转化为 5.96 亿吨的氦，但太阳仍然还有几十亿年的寿命。如果是质量较小的红矮星，它们的核聚变反应进行得更为缓慢，氢元素的消耗速度也慢得多，寿命可以长达数百亿年甚至上千亿年。所以在未来的很长一段时间里，宇宙依然会星光灿烂。