分子や原子などに寿命はあるのでしょうか？

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質問者：yamanami4123
質問日時：2014/07/26 12:54
回答数：2件

地球上の生物が死を迎え、その体は分解して様々な組成に戻る？と思うのですが、素朴な
疑問が生じました。もっとも細かいといわれる分子や原子（はたまたクウォーク？）なども全く
消えてしまうのですか？いわゆる「死」を迎えるのでしょうか？それとも、戻った様々な組成は
別の形ある物の一部として取り込まれるのでしょうか？

あと、ついでですが地球上の分子や原子などの量は一定なのですか？前述の「死」を迎えな
いということならば、そういことなのでしょうか？

素人の取りとめもない質問ですが、よろしくお願いします。

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回答 (2件)

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No.2

回答者： Dio_Genes
回答日時：2014/07/26 13:42

　分子ならば、化学変化によって変わりますし、高熱で分解したりもします。

　原子ならどうかと言われれば、何十年はおろか、何万年でも変化しないのが普通です。ただ、ご承知のように放射性元素なら異なります。自然崩壊しますし、人工的に促進させて使うのが原子力だったりします。ウランに中性子が当ると一部はプルトニウムになりますし、核分裂時には副産物として放射性のものを含む種々の元素ができます。

　実用化できていないものの、宇宙の至る所にある水素原子が集まって、高温になって核融合を起こせば、ヘリウム原子になり、さらにもっと重い原子にもなります。

　恒星でだんだん重い原子が核融合で作られ、鉄原子まで核融合が進むと、それ以上はは核融合は進行しません。しかし、巨大な恒星だと最後に超新星爆発を起こしますので、そのときに鉄以上に重い原子もできます。金もそのときに作られましたし、核分裂燃料として利用しているウランもそうです。

　超新星の残った核は、収縮して中性子だけになったりします（中性子星）。さらに収縮するとブラックホールになり、素粒子ですらなくなります。

　中性子は陽子と電子が結びついたものですが、中性子星ではなく、原子核に存在する中性子でもない、単体でさまよい出た中性子は短時間で崩壊して、陽子と電子になります。半減期は12分くらいです（平均寿命15分）。

　そうしたことではなく、安定な原子を放置しておいたらどうなるのか。実は原子核を構成する陽子は寿命がある模様で、陽子は非常に長い年月の後、崩壊すると理論的に予測されています。理論的予想では10の33乗年（0が33個、10溝年）、あるいは10の36乗年（0が36個、1澗年）とされています。

　寿命があるといえばあるんですが、長すぎて、だからどうしたといった感じですね。

>地球上の分子や原子などの量は一定なのですか？

　分子だと化学変化がありますから、分子の元となり、もっと基本的な原子で考えてみます。

　大気は常に少しずつ宇宙空間へと失われていますので、その分は減ります。地球には常に宇宙線が降り注いでいますが、電子や陽子などの素粒子もありますので、それらは増えることになります。隕石などでも増えます。

　しかし、そうしたものは地球全体を考えるとごくごく微量ですので（地球が誕生してから何十億年経つけど、大した影響がない）、事実上は、一定だと考えていいでしょう。