有哪些地球上很稀有，在宇宙其他天体却很常见的元素？
2019-03-07 看了几位高赞的作者只有一位提到了碳跟光速的关联性，大部分作者还是没有回答到点上，我就来完整说明下！其实，并不是真的说光速慢一点就不会有碳元素，或快一点就不会有氧元素，真正的意思应该是说，假如能价没有比计算值高或低多少个百分比，就不会产生该种元素。 先来谈谈碳、氧元素是如何产生的？我们的宇宙在它的早期就合成了原子核，这些原子核捕获电子，形成了原子。原子聚集起来，形成了星系、恒星和行星。最后，按照目前人类的理论模型来说，时间和空间都来源于宇宙 138 亿年以前的一场「Big bang」。当爆炸瞬间，宇宙遍布了光子和夸克，3-20 分钟后宇宙冷却了，夸克便形成了质子和中子。大约 180s 过后，宇宙进一步冷却膨胀，这时候，质子和中子就有足够的条件结合成原子核了。前四种短周期的元素，氢、氦、锂、铍以及其他少量的短周期元素很快被大量地合成了。 观察较大的恒星在核心处将氢聚变成氦之后，氦就成了燃料，又经过一系列复杂的反应，氦燃烧形成碳和氧。由于氦原子核在核物理中的重要作用，它得到了一个特别的名字：α 粒子。最常见的那些原子核分别由一、三、四、五个 α 粒子构成，由两个 α 粒子构成的原子核 ^8Be 明显缺少，理由很充分，就是它在我们的宇宙中很不稳定。氦是怎么聚变成碳的？事实上，铍的不稳定极大地制约了碳的形成，一旦恒星使氦原子核聚变形成铍，铍原子核就几乎立刻衰变成原先的组成成分。在任何一个给定的时间点，恒星核心都含有少量但转瞬即逝的铍，这些罕见的铍原子核可以与氦反应生成碳。因为这一过程最终需要三个氦原子核，它被叫做“三氦反应”（triple-alpha reaction），但在我们的宇宙中，这一过程过于缓慢，不足以产生可被观测的足量的碳。 ^{4}He + ^{4}He + 93.7 keV ↔^{8}Be --------- (1) ^8Be + ^4He ↔^{12}C + γ+ 7.367 MeV  --------- (2) 这个过程释放出的净能量为 7.275 MeV。在第一个阶段形成的 ^8Be 是不稳定的，会经历 2.6×10^{-16} 秒就再分裂回氦。但是在氦燃烧能形成 ^8Be 的条件下，只要碳原子的激发态与三氦过程释放的能量相当，这时候就能再捕获一个氦原子核形成 ^{12}C ，关键就在于「能量共振」。原来当两个原子核发生碰撞时，如果其能量总和刚好对应新原子核的自然能阶的话，新原子核就能够随后放出光子，并下降至最低的能阶（以达至最稳定的状态），那么该核合成过程就会非常有效，核合成的可能性就会大大增加。英国天文学家 Fred Hoyle 于 1954 年提出，因为碳在大自然确实存在，因此铍、氦和碳之间必定有一个共振存在，以致核合成过程（1）和（2）能够有效地完成。于是 Hoyle 根据铍、氦和碳的质量能量，以及恒星内部温度去预测碳一定有一个当时未知的能阶。实验结果证明碳真的有一个比计算值高 4% 的能阶，而因为所有原子核都具有动能，所以这 4% 的能量差很容易由动能提供，碳这个共振能阶大大提高了「三氦过程」的机会。 有一点值得注意的是：假设万一碳的那个能阶比铍和氦的总能量“低”（而不是高）4% 的话，碳就不可能产生，因为动能不可能是负数的。这个问题就正好发生在氧（oxygen）身上，要生成氧，恒星必须将一个 ^{12}C 原子核和一个^4He 原子核融合。 ^{12}C + ^4He  →^{16}O + γ -------------（3） 问题是最接近碳氦能量总和的氧共振能阶只比该总和「低」 1%，这意味着在氧合成的过程里「共振」不会发生。虽然氧仍然能够在恒星内部合成，但因为其效率不及碳合成高，所以相比碳，只有小量的氧在这个阶段产生，这就是另一个不可思议的「巧合」。试想想，假设那个氧能阶高 1%（即与碳氦能量总和一样）会有什么后果？这样的话恒星内差不多所有的碳都会变成氧，然后再变成其他重元素，亦意味着像我们人类等的碳基生命就不会存在。 而這些都可以從电磁相互作用中 “精细结构常数”α 的概念來解釋。在量子电动力学中，任何电磁作用都可以用精细结构常数的幂级数来表达，这样一来，精细结构常数就可以表示电荷耦合度，换句话说，就是电磁互相作用强度。根据精细结构常数的公式 α=\frac{e^2}{4πε_0cħ} （其中，e 是电子的电荷， ε_0 是真空介电常数，ħ 是约化普朗克常数，c 是真空中的光速），当光速改变，其精细结构常数改变，而对应的电磁强度改变，强力与电磁力的相互克制程序会大大改变，引起一连串的效应。  