Det mest utbredte elementet i universet er hydrogen. Hydrogen utgjør nesten tre fjerdedeler av all materie, mens helium utgjør nesten en fjerdedel. Oksygen er det tredje mest utbredte elementet. Summen av alle de andre elementene legger opp til omtrent en prosent av den totale massen!

Elementoverflod i universet

Her er den estimerte overflod av elementer i Melkeveis-galaksen, som du kan ta som representativ for sammensetningen av universet:

Forskere bruker spektroskopiske data for å måle overflod av elementer i universet. Vår forståelse av universets sammensetning endres alltid, pluss at nye verktøy endrer måten vi måler det på. Men universet er ikke akkurat det samme overalt, og overflod av elementer er estimater. I utgangspunktet er referanser enige om rekkefølgen av elementer når det gjelder overflod, men er uenige (noen ganger mye) om de faktiske tallene. Du bør vite at hydrogen er rikeligst, etterfulgt av helium, og deretter oksygen, karbon, neon og jern.

Hvorfor er hydrogen det mest overflødige elementet?

Årsaken til at hydrogen er mest utbredte elementet i universet går tilbake til Big Bang. Big Bang førte raskt til dannelsen av protoner, nøytroner og elektroner. Fordi hydrogen er det enkleste elementet, dannes det lettest. Rent teknisk klassifiseres til og med et ensomt proton som et hydrogenatom. Et nøytralt atom har også et elektron. De fleste hydrogenatomer har ingen nøytroner, selv om den mindre vanlige isotopen deuterium har ett nøytron og den sjeldnere isotopen tritium har to nøytroner.

Hvordan dannes elementene?

Opprinnelig , universet var rikere på hydrogen enn det er i dag. Rundt en fjerdedel av heliumet i universet dannet seg under Big Bang, men ytterligere 3% dannet av hydrogen under fusjon i stjerner.

Oksygen dannes fra fusjon i stjerner like før de går supernova. Når stjerner blir eldre og dør, øker prosentandelen oksygen i universet. Karbon dannes hovedsakelig i røde giganter. Neon, som oksygen, dannes i pre-supernova-stjerner. Nitrogen kommer fra stjerner som solen fra fusjonsprosessen som involverer karbon og oksygen. Magnesium dannes via fusjon når massive stjerner eksploderer. Silisium, jern og svovel kommer fra eksploderende massive stjerner og hvit dverg. Tyngre grunnstoffer dannes fra sammenslåtte nøytronstjerner og sammensmelting i døende stjerner med lavere masse. Teknetium og grunnstoffer som er tyngre enn uran, syntetiseres hovedsakelig i akseleratorer og atomreaktorer. Selv om det er mulig at de kan danne seg naturlig, forfaller de så raskt at de ikke er tilstede i påviselige mengder.

Matter Versus Dark Matter

Elementene er eksempler på vanlig eller baryonisk materie. Baryonisk materie utgjør planeter, stjerner, interstellare skyer og intergalaktiske gasser. Forskere mener at bare omtrent 4,6% av universet består av vanlig materie og energi, mens 68% er mørk energi og 27% er mørk materie. Men vi har ikke vært i stand til å observere mørk materie og mørk energi direkte, slik at deres natur ikke er godt forstått eller karakterisert.