どのようにして元素は誕生したのですか?また、元素が誕生、合成される前の宇宙はどうなっていたのですか?サイトやホームページでもいいので教えて下さい。

A 回答 (3件)

宇宙誕生直後にはクォーク、反クォーク、光などが存在していました。



宇宙が膨張して、冷えてくると、そこから原子核、電子が
形成して、水素やヘリウムを形成します。

恒星は水素の核融合によってヘリウム、そして
大きな恒星では鉄までの元素を作ります。

鉄よりも重い元素は、恒星が爆発する超新星の時の
高温と圧力によって生まれます。

参考URL:http://www.kakazuastro.com/entry/000343.html
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うーん、sesameさんの回答でいいと思うのですが。



>相転移が起こり、エネルギーが物質に変化するとはどういうことですか?

E=MC^2ですよね。(後に定数追加もあったようですが)
簡単に言えば、E=MC^2はエネルギーが物質に変わることを示しています。

>宇宙誕生(真空の相転移が起こる前の状態)とはどのような空間で、またどのような状態だったのですか?

それを現在でも天文・物理学・量子力学などを研究されているみなさんが
いろいろな説を打ち立てているわけです。
(3兆度、トンネル効果、袋宇宙(だったかな?)とか・・・)

その解明は非常に困難なものだと思います。
理論を作るのは出来ても、それを実証するには測定が必要です。
しかし我々が現在測定出来るのは、あくまでも「この宇宙」でしか
ないのですから。
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宇宙が誕生してすぐ、物質は存在しませんでした。


宇宙誕生から100分の1秒ほどたつと、真空の相転移が起こり、エネルギーが物質に次々に変化していきます。
この時点で陽子、中性子、電子などのハドロン、つまり物質を構成する基本単位となる素粒子が生成されます。
次第に宇宙の温度が下がって、100億度を切るようになると、素粒子は互いに結びついて、水素原子、あるいはもっと重い一部の元素が合成されます。
宇宙ができて約1秒後には、元素は約75%の水素、約25%のヘリウム、そして1%未満のそれより重い元素(炭素や酸素など)からだけ成っていました。
宇宙はその後もどんどん冷め続け、晴れわたってくると、温度が低すぎて自然に核融合ができる環境ではなくなり、最初の元素比率はこのまましばらくのあいだ固定されます。
鉄などのより重い元素が作られるのは、それからずっと後、重力の作用で銀河や恒星ができ、恒星内の核融合反応が始まってからのことです。

この回答への補足

相転移が起こり、エネルギーが物質に変化するとはどういうことですか?エネルギーは物質もない、さらに物質を構成する基本単位の素粒子が存在しないでエネルギーがあるとはどういうことですか?sesameさんが言う宇宙誕生(真空の相転移が起こる前の状態)とはどのような空間で、またどのような状態だったのですか?

補足日時:2001/06/26 19:36
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Qdブロック元素の量子数と電子配置について

基礎化学の演習問題でわからない問題があるので
教えてほしいです。

dブロック元素およびfブロック元素に対応する量子数および電子配置を一般的に示せ

・・・お願いします。

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dブロック元素
主量子数n=3,4,・・・
方位量子数l=2
磁気量子数m=‐2,‐1,0,1,2
スピン量子数s=±1/2
fブロック元素
主量子数n=4,・・・
方位量子数l=3
磁気量子数m=-3,‐2,‐1,0,1,2,3
スピン量子数s=±1/2

なので電子配置はこれに基づいて考えてください。

Q「宇宙はどのように誕生したか?」を研究するには、何の専門の教授のとこに

「宇宙はどのように誕生したか?」を研究するには、何の専門の教授のとこにいけばいいのでしょうか?

超ひも、量子重力、統一理論???

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「宇宙はどのように誕生したか?」を研究するには
宇宙物理学の宇宙論という分野です。その中でも初期宇宙
と呼ばれる分野なのでそれを研究できる研究室はかなり数が
限られていて、しかも物理学の中でも最難関です。
力学、電磁気学、熱力学、統計力学、量子力学、相対性理論
(特殊相対性理論、一般相対性理論)、物理数学などを
学部生の時にしっかりと学んでないと厳しいです。(できれば
相対論的宇宙論の基礎的なことまでやっておきたい。)
大学院に入ってからは初期宇宙といってもまずは宇宙全体のことも
学んでいないとお話にならないので相対論的宇宙論を学んだり、
素粒子物理学を学んだりしなければなりません。
「宇宙はどのように誕生したか?」というところまで辿り着くことも
かなり大変です。

厳しいことを言うようですがかなりの覚悟を持って学ばないと
挫折します。(実際にこの分野を大学院で学んでみるとわかります
が、大学受験の勉強なんてお遊びレベルに感じると思います。)
なので高校生の時から特に、数学、物理、英語はしっかり学んで下さい。
(偏差値を上げるためとかテストで点を取るためとか次元の低い勉強
ではなくて深く理解し実際に使いこなせるように意識して勉強する
ことをお薦めします。そうでないと後で苦労することになる。)
とにかく厳しい厳しい道のりですが今から一生懸命頑張って下さい。

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Q12族の元素が典型元素なのはなぜですか?

1、2、13~18族の元素が典型元素なのはわかります。
3~11族の元素が遷移元素なのもわかります。
でも、どうして12族の元素が遷移ではなく典型元素なのか分かりません。

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過去には12族の元素を遷移元素として扱ったこともありました。
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ちなみに、『電子の軌道のうちの内部にあるもの』の意味が取りにくいかもしれませんので補足します。高校ではM殻に最大で18電子収容されることを習うはずです。しかし、周期表の第3周期には8種の元素しかありません。残りの10個はどこに行ったかといえば、第4周期の遷移元素とZnのところに行ったということです。だから第4周期では遷移元素9個とZn1個の合計10個が多くなっています。そして、前に述べた『電子の軌道のうちの内部にあるもの』というのが、このM殻で第3周期までに満たされなかった軌道を意味しています。つまり、N殻に電子が2個入った後に、M殻に残りの電子が入り始め、その入り始めから、入り終わる前までの元素が遷移元素に相当するということです。

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Qホログラム宇宙説やシミュレーション仮説をサイトとか色々なものを見ているとこの宇宙説や本物かどうかわか

ホログラム宇宙説やシミュレーション仮説をサイトとか色々なものを見ているとこの宇宙説や本物かどうかわからなくなってとても不安になります
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Q化学元素と合金元素の違いは?

Q1:化学元素(周期表)と合金元素の違いは何ですか?
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Q宇宙誕生の謎

宇宙がどのように誕生したのかについて、最も有力な説を1つ挙げ、時系列ごとに詳しく教えてください。

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 インフレーション説、といいたいところですが、私個人は入り乱れて大論争みたいにみえます。
 とりあえず、「ビッグバン 宇宙」でググって定性的に基本的なことを押さえたら、「インフレーション 宇宙」でインフレーション説を概観的に理解すればいいかと。

 ちょっとだけ、インフレーション説の説明しときますね。ググった先で経済の話を宇宙の話と勘違いしてしまって、無駄な手間をおかけするのもなんですから。

 ビッグバン説(これについての理論は、しばしば「標準理論」と呼ばれ、それに基づく理論的な宇宙を「フリードマン宇宙」と呼んだりします)では、最初から今の宇宙にある全ての物質やエネルギーがあったことになっています。

 それではまずい点も出てきたので、出てきた候補の一つがインフレーション説です。この説では、最初に宇宙が生まれた時には何もありません。空間だけが膨張しています。
 ごく短時間の後に、正のエネルギーとしてひとくくりにされる物質や光やらが生まれ、それに釣り合う負のエネルギーとして重力が生まれたことになっています。

 この時期は、宇宙の膨張の仕方が時間とともに速くなる「加速膨張」であったとされ、アインシュタインの重力方程式を拡張する「宇宙項」という斥力を表す項が再認識されました(宇宙が静止と考えてアインシュタインが宇宙項を入れたのですが、宇宙の膨張が確認されると、余計なことをしたと後悔したそうです)。
 一応、差し引きゼロですが、俗にこれを「フリーランチ」と呼んだりします。

 上記いずれも、今ある物理学的な力、遠距離でも働く「重力」と「電磁気力」、原子核の中だけで働く「弱い力」と「強い力」の4つは、最初はたった一つの力だとされていて、宇宙誕生後、ごく初期に4つに分かれたとされています。

 この4つがどう別れたか、逆に言えば4つをまとめるとどうなるか、これを説明する(大)統一理論を作る努力が続けられています。今のところ、電磁気力と弱い力を一つにまとめることまでは、成功しています。

 インフレーション説、といいたいところですが、私個人は入り乱れて大論争みたいにみえます。
 とりあえず、「ビッグバン 宇宙」でググって定性的に基本的なことを押さえたら、「インフレーション 宇宙」でインフレーション説を概観的に理解すればいいかと。

 ちょっとだけ、インフレーション説の説明しときますね。ググった先で経済の話を宇宙の話と勘違いしてしまって、無駄な手間をおかけするのもなんですから。

 ビッグバン説(これについての理論は、しばしば「標準理論」と呼ばれ、それに基づく理論的...続きを読む

Q元素記号や元素名の覚え方

学校で元素名と元素記号を覚える宿題が出てて、私は元素記号=元素名(例えばAL=アルミニウム)って書いたのをノートに繰り返し書いたり、オレンジで書いたのを赤シートで隠して覚えたり、単語を覚えるのは朝がいいと聞いたので朝覚えたりしてるんですが、他に何かいい覚え方無いでしょうか?語呂合わせとか…。

元素名や元素記号だけじゃなく、法則や原子の構造や、その他色々あって、今はまだ元素名と元素記号を少しずつ覚えれてきたくらいなので、まだ沢山あると思うと気が遠くなりそうです…。(-_-;)

何かいい覚え方があれば教えてください!m(_ _)m

Aベストアンサー

 覚えようとするからそれが障害になって覚えられないのです。覚えようとする必要はありません。銅は何だっけと思えば参考書を見ます。するとCuと書いてありますか。そこでそうかと思えばいいのです。それを三回も繰り返せばイヤでも覚えちゃいますよ。私はそれでやって来て殆どの元素を覚えてますよ。これは元素記号だけではありません。すべてのことがそうです。大化の改新は何年だっけ? と思ったら歴史の本を見ます。すると645年と書いてあります。あ、そうかとそこで思えばいいのです。

 ウソだと思ったら今ここで試してごらんなさい。そして1時間後にもう一度試してみて下さい。覚えていなかったらもう一度参考書を見ます。三度目は覚えています!!(^_^)

Q元素の宇宙存在度

元素の宇宙存在度というグラフを見ると、水素とヘリウムが多くて、リチウム、ベリリウム、ホウ素で、少なくなっています。真ん中あたりでは、鉄が多くなっています。原子番号が小さいほど、存在の割合が高くなるのは理解できるのですが、なぜ、ベリリウムは、宇宙に少ないのでしょうか(軽い元素なのに)。
私の考えでは、原子核の安定性と、星の中で原子ができる時の核融合反応経路を考慮することによって説明できると考えているのですが、具体的には分かりません。
ベリリウムが宇宙に少ない理由について、何でもいいので、皆さんよろしくお願いします。

Aベストアンサー

 宇宙はビックバンからはじまった。ガモフ等は火の玉宇宙がすべての元素の融合炉であるというアイデアを、1948年に発表した。しかし、その後、4Heより重い元素は初期の宇宙では大量にはつくられないことが判明した。そして、D(重水素),3He(ヘリウム3),4He(ヘリウム4),7Li(リチウム7)等、軽元素のビックバン元素合成である。
 さらに、恒星内で行われる核融合反応で、6C(炭素)から26Fe(鉄)までの元素が合成される。超新星の爆発の衝撃でさらに原子量の大きい元素が誕生するのである。
 この元素の成因説で、3Li(リチウム)~5B(ホウ素)はビッグバンで生まれたもの。しかも、大部分は水素とヘリウムである。恒星内の核融合反応の最終点が鉄で、鉄に多いピークがある理由である。恒星内の核融合反応ではほとんどリチウム~ホウ素の元素は生まれない。
 とういう、宇宙の成因説「ビッグバン理論」と「星の一生(恒星の核融合反応)」の理論により、元素の量が決まってくる。

参考URL:http://base4.ipc.konan-u.ac.jp/Kenkyu/buturi/cosmos/cos_05.htm

 宇宙はビックバンからはじまった。ガモフ等は火の玉宇宙がすべての元素の融合炉であるというアイデアを、1948年に発表した。しかし、その後、4Heより重い元素は初期の宇宙では大量にはつくられないことが判明した。そして、D(重水素),3He(ヘリウム3),4He(ヘリウム4),7Li(リチウム7)等、軽元素のビックバン元素合成である。
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Q元素と原子の違いについて教えてください

元素と原子の違いについて教えてください。

どちらも「通常の方法では分解することのできない最少単位」との説明を参考書などで見ますが、
この両者の意味の違いがわかりません。

また最近、「日本人が元素同士を合成して新しい物質を作ったので、その元素の命名権を日本
人が得た」とのニュースも読みましたが、そもそも元素同士を合成して新しい物質を作っても
それを元素と言えるのでしょうか。
元素の定義からは外れないのでしょか。

以上、宜しくお願いします。

Aベストアンサー

単語の用法的には、元素を総称したものが原子ですね。

元素は、原子の種類を特定する文脈で使われます。
原子は、原子の種類を特定しない、元素一般という文脈で使われます。

あまりいいサンプルではありませんが、
たとえば、
放射性同位元素とはいいますが、
放射性同位原子とはいいません。

また、新しい元素云々の話ですが、
原子としての構成要素を満たした物質を新たに人工的に作る、
というような意味ですから、
本来の意味の元素とは確かに違うかもしれませんが、
元素の条件は満たしているので元素と定義するほかないのですね。

たとえば、核分裂反応が起きるからといって、
ウラン235は元素じゃない、と言い出したらきりがありませんしね。

Q宇宙誕生の原因を教えてください

ご質問いたします。

どのようにして宇宙は誕生したのでしょうか?
物理学の量子力学(天文学?)におけるビッグバンについて、このサイトの他の質問に対する回答や他のサイトを調べてみましたが、「真空のゆらぎ」によって何もないはずの真空からビッグバンが起きるのだとしたら、その「真空のゆらぎ」が起きる原因は何なのでしょうか?

現代物理学では、完全な無(絶対無)というものは物理的に存在しないとされているそうです。
それでは「存在」を前提に成り立っている物理学の分野では、宇宙誕生の起源というものを解明するのは不可能なのでしょうか?
(もっともこの質問自体、自己矛盾しているのかもしれませんが・・・・。)
なぜなら原因と結果のいたちごっこになると思われるからです。


それと全くの素人ですので、もしよろしかったらわかりやすいサイト等もありましたらご紹介いただけるとうれしいです。
なるべくわかりやすい回答を期待しております。
宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

現在の物理学では、「ビッグバン」以前の理論付けはできません。
できているのは、「ビッグバン」に限りなく近づいた時点での理論付けで、この「時点」をどこまで「ビッグバン」に近づけられるかという範囲なのです。

確かに、私もこのコーナーで宇宙の誕生が「真空のゆらぎ」によるものと回答しましたが、これは極論すれば「理論の裏付けのない、想像の世界」ということなのです。

つまり、「ビッグバンを過ぎた時点」は、現在の事象を観察すれば、痕跡があるので解明も可能ですが、「ビッグバン以前」には、今の宇宙に適応する「物理」が存在しなかったので、痕跡があるはずもなく、物理学では解明できないということです。

時間も空間もなかったのですから、「存在を前提に成り立っている現在の物理学」で説明できないのは、むしろ当然といえるでしょうね。

そのために、ある学者(オカルトではないですよ)は、現宇宙を超越する超文明が存在して、その実験室の中で「真空のゆらぎ」を作り出して、我々の宇宙を誕生させたということさえあり得ると言っているくらいです。

その位、「手がかりさえ掴めない」というのが本当のところでしょう。

現在の物理学では、「ビッグバン」以前の理論付けはできません。
できているのは、「ビッグバン」に限りなく近づいた時点での理論付けで、この「時点」をどこまで「ビッグバン」に近づけられるかという範囲なのです。

確かに、私もこのコーナーで宇宙の誕生が「真空のゆらぎ」によるものと回答しましたが、これは極論すれば「理論の裏付けのない、想像の世界」ということなのです。

つまり、「ビッグバンを過ぎた時点」は、現在の事象を観察すれば、痕跡があるので解明も可能ですが、「ビッグバン以前」に...続きを読む


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