不仅仅是“氦”……在星系间空间,年轻的星系,以及其他恒星聚变没有机会影响物质的地方,氦的相对丰富(在其他事物中)。这与大爆炸后轻元素形成的过程有关。
大爆炸宇宙学的中心前提是,在过去的某个时间点,宇宙极其炎热和稠密。事实上,你可以选择一个你喜欢的温度,如果你回到足够远的时间,宇宙至少会有那么热。然而,随着时间的推移,宇宙膨胀和冷却……事实上,它仍然在这样做。
开始时的高温令人难以置信,其结果之一是重原子不可能存在:它们会立即被四处飞行的高能伽马射线炸裂。因此,有一段时间存在大量的质子、中子和电子,但实际上没有中性原子或复合原子核。
最终,事情冷却到一个点,在这两个进程之间有一点竞争:
- 氘原子核(一个质子,一个中子)可以在不被立即吹散的情况下形成,因此有时间结合在一起形成氦
- 中子衰变的速度比产生它们的速度快。
- 自然的问题是:
在宇宙耗尽自由中子之前,氦能形成多少?
你可以进行计算,结果与观测到的氦的丰度相符。你可以对其他一些轻元素做类似的事情,比如锂和铍(它们的产量相对很小),这些结果也与观察到的丰度相匹配。
所以,虽然这本身并不是结结性的,但大爆炸核聚变计算对轻元素丰度做出了准确的、不容小看的预测,这一事实肯定对它有利。