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说火是宇宙中最稀有的物质,可能有人立马就要出来反对,毕竟那一颗颗如火球般的恒星在宇宙中随处可见。
先别急,首先我们得弄清楚什么是火。火是一种由特殊化学反应产生的等离子体物质,火的诞生至少要有三个条件,即可燃物、氧化剂和温度,而其中扮演氧化剂角色的通常就是氧气。游离氧是宇宙中极为稀缺的一种物质,在过往的天文观测中,天文学家已经用光谱仪扫描了千万颗的恒星和行星,这些星球上有甲烷、氨气、二氧化碳,甚至有一些还有水蒸气,但就是没有一颗星球上存在游离氧。
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天文学家首次在宇宙中发现游离氧是在猎户座星云之中,但浓度很低,大概在十万分之一到百万分之一之间,这再一次证实了游离氧在宇宙中的稀缺性。
没有氧气,也就是没有氧化剂,所以也就不可能通过化学反应产生火焰,那一颗颗如火球般熊熊燃烧的恒星又是怎么回事呢?其实,将恒星形容为“火球”,或者说其在“燃烧”,只是一种比喻,是用人们熟悉的事物来帮助理解宇宙现象,其实恒星上没有一点火,它是在进行核聚变反应。
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在恒星的高温高压作用之下,氢原子核被挤压在一起,变为氦原子,这个过程会产生质量损失,损失的质量就会以能量的形式被释放出来,这就是恒星光和热的来源。
如果你试图在恒星上点火,想借助这种光热把什么东西点燃,是绝对做不到的,即便你拿着一根涂满火油的木棒也不行,因为那里没有氧气。可燃物、氧化剂、温度或火源,这三者缺一,火焰都不可能产生。火之所以是宇宙中极为稀有的物质,就是因为游离氧是宇宙中极稀有的物质。
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为什么在宇宙中游离氧如此稀有呢?
其实宇宙中氧元素并不少,它虽然在元素周期表中排名第八,但若算总量却可以在宇宙中排到第三,问题就在于氧的化学性质实在是太过活跃了。氧原子的最外层有6个电子,趋向于得到两个电子凑满8个,为了达到这个目的,它会设法与身边一切满足条件的元素结合,所以我们能够在宇宙中找到大量含氧的化合物,比如水、二氧化碳、硅酸盐等等,但就是找不到可以作为助燃物的游离氧。
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如此看来,地球还真是宇宙中的一个异类,那么地球为什么会有这么多氧气呢?
其实在地球形成之初,它与宇宙中的其它星球一样,都是没有氧气的。但在地球形成十几亿年之后,一种被称为蓝细菌的生物出现了,这种生物体内存在叶绿素,可以通过光合作用把含氧化合物拆解开来,并将拆解得到的氧气以废物的形式排放出去。当然,地球表面同样存在大量可以与氧结合的物质,于是一场漫长的大氧化活动在地球上拉开了帷幕。
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终于,在经历了数亿年之后,地球表面可以被氧化的东西基本都已经被氧化完了,于是蓝细菌排出的氧气开始在地球大气中累积。
随着氧气浓度越来越高,厌氧生物开始死亡,更高级的好氧生物开始出现并迅速发展。正是这一系列的巧合,使得地球成为了宇宙中少见的拥有大量氧气的星球,所以也就成为了宇宙中极为少见的可以产生火焰的星球。现在你应该知道为什么说火是宇宙中最为稀有的物质之一了吧。想要拥有火焰,首先就必须要拥有光合生命,而生命出现的条件可是极为苛刻的。
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