宇宙化學

宇宙化學研究的對象包括隕石、月球、行星系天體、行星際物質、太陽、恆星、星際物質、宇宙線、星系和星系際物質等。

宇宙化學（cosmic chemistry）研究宇宙物質的化學組成及其演化規律的分支學科。主要研究內容有：①確定組成宇宙物質的元素、同位素和分子，測定它們的含量。②探討宇宙物質的化學演化。這對研究天體起源和生命起源都有重要的意義，也推動了宇宙化學的發展。

古人只能進行思辨猜測，直至19世紀才逐漸成為科學。1833年瑞典化學家J.J.貝采利烏斯從隕星分析中第一次測定了宇宙物質的化學成分，而19世紀中葉誕生的光譜分析法使人們獲得了恆星的化學組成資料。20世紀則有了更加廣泛的手段，空間觀測使得頻譜分析擴展到“全波”範圍：從射電、紅外、可見光到紫外線、X射線、γ射線都能從事宇宙化學的研究，加上空間探測的直接登月、登火星等天體採集岩石、土壤樣品，使得該學科獲得了巨大的進展，例如星際分子的發現被譽為60年代四大天文發現之一。

按照研究對象不同。宇宙化學又大致可分為：隕石化學、行星系化學、恆星化學、星際化學、同位素宇宙化學、宇宙線核化學等。

宇宙物質的化學組成是指構成宇宙物質的元素、同位素、分子和礦物。宇宙化學的研究任務之一就是確定這些組成，並測定它們的相對含量和絕對含量。測定方法有兩種：一種是直接取樣，如測定隕石、月球岩石樣品、宇宙塵、宇宙射線核成分等；另一種是測定來自天體的電磁輻射中的特徵譜線。例如對恆星作光譜分析，對星際物質進行射電、紅外、可見光波段的頻譜分析。研究表明，宇宙物質是由《化學元素周期表》中近百種化學元素和280多種同位素組成的。在宇宙物質中發現了地球上尚未發現的若干種礦物和分子。

宇宙化學另一個任務是研究宇宙物質的化學演化。大致有幾個過程：首先由某種過程(例如“宇宙大爆炸”)生成元素氫，再通過核合成過程(如恆星內部核合成、超新星爆發核合成等)生成其他元素。元素的原子在恆星表面或星際空間結合形成分子，這些分子在行星系中將循兩條路線繼續演化：分子凝聚為塵埃，塵埃聚集而成星子，進而形成行星等天體；一些含碳、氮、氧、氫等元素的分子在星際雲中生成后，通過生命前的化學演化生成複雜分子，在地球上(還可能在其他行星系的行星上)生成氨基酸、蛋白質，最後導致生命的出現。恆星的一生不斷地向星際空間拋射物質，最後瓦解為星際雲；反過來，星際雲又通過漫長過程凝聚而形成各種恆星。

人類對宇宙物質化學的認識，經歷了幾個階段。

早期，人們是憑直覺猜測宇宙萬物的基本組成的。中國西周晚期(公元前七世紀)，用五行(金、木水、火、土)來說明萬物的組成，用“陽氣”和“陰氣”解釋自然界的各種變化。古希臘人在公元前四世紀認為水、空氣、火和土是構成萬物的四種基本元素。

十九世紀初，人們對地球上的礦物和岩石等物質進行大量的化學分析。1833年，瑞典化學家柏濟利烏斯對隕石進行化學分析，第一次測定了地球外宇宙物質的化學組成。1858年，化學家本生和物理學家基爾霍夫一起研究太陽光譜；1859年，基爾霍夫成功地解釋了太陽光譜中夫琅和費線(即吸收線)產生的原因，第一次證認了太陽(恆星)的化學組成。宇宙化學的一種重要觀測方法——光譜分析從此誕生。

二十世紀五十年代以來，隨著大氣外觀測的發展，頻譜分析波段由可見光擴展到射電波、紅外線、紫外線、X射線、γ射線。六十年代，人們在星際空間發現星際分子，直接登月採集岩石標本。七十年代，又把分析儀器送上火星。宇宙化學的研究手段日益增多，研究內容不斷豐富。

宇宙化學根據天體層次和研究方法分為幾個方面：

隕石化學：研究各種隕石的化學組成。研究表明，碳質球粒隕石在太陽系漫長的演化過程中，發生的物理、化學變化最小，可視為原始太陽系物質的“化石”；

行星系化學：研究行星(包括地球)、衛星、小行星、流星體、彗星以及行星際物質的化學組成和化學演化；

恆星化學：研究恆星的化學組成及其化學演化。太陽是離人們最近的一顆恆星，又占太陽系總質量的99.86%，所以太陽化學對於研究恆星和太陽系具有重要意義；

星際化學：主要觀測和證認星際分子，研究它們的形成和瓦解；

同位素宇宙化學：測定不同宇宙物質的同位素組成，研究化學元素的起源和演化，認識天體物質的來源和形成環境，探討各種高能、低能過程。測定放射性同位素組成以確定天體(或宇宙物質)的年齡，是同位素年代學的任務；宇宙線核化學：測定宇宙線中化學元素核組成，推測宇宙線傳播過程中的介質和宇宙線源的化學組成。

西方宇宙化學的公式是教條的、斷層的，沒有從整體上去論證。地球在太古代時期，是由五大基素爆燃的產物，地球岩漿殘留的火山爆炸是地球氣團時期的五基地球太極時期。研究宇宙化學，首先要研究地球化學，因為地球化學和宇宙化學是有區別的。研究宇宙化學和地球化學，是研究地球人體化學結構的基礎，並不能取代地球活體人的數據。

宇宙化學是物質化學和生命化學的基礎。並不是說生命化學和地球化學是宇宙化學的分支，宇宙化學和地球化學是同一問題的兩個方向。研究宇宙化學和地球化學必須在中國納音學指導下，才是正確的。按太陽中心論是論不出宇宙化學的數據的。不承認銀河半月瓣180度的天河傾斜的機理，豈能正確的認識銀河系；沒有正確的宇宙化學和地球化學，豈能有正確的地球人類的預防科學，國際上對地球化學，只是在地球上尋找地球化學元素的來源。地球上的生命化學，是按陰生陽長規律的，所有地球生命物包括人類，都是地球的產物，是月球全息物，是地球上的水和五酸為基礎的生命物。純鹼和純酸都沒有生命物，也不會產生生命物。國際上對地球人類的研討，是在斷層文化中憑空設想的研討，如人是天外來的等等荒謬論調。研究地球化學，是研究人體化學，研究宇宙化學，是為了研究地球化學。

研究化學元素的起源既同恆星的形成和演化密切相關，也同大爆炸宇宙學有關。觀測銀河系中不同物質(如氫原子、一氧化碳等)的分佈，可以揭示銀河系的結構和該化。太陽系起源和演化的學說必須考慮太陽系化學研究的結果，這就是一方面要利用已獲得的有關太陽系化學組成的知識，另一方面又必須能解釋太陽系的化學組成。

宇宙化學的研究對化學的發展也有重要意義，如氨元素就是首先從太陽上發現，後來才在地球上找到的。宇宙物質處於地球上難以模擬的狀態，這就為化學研究提供了特殊的“實驗室”。對星際物質和彗星中有機分子的觀測，以及對隕石中有機分子的研究，既推動了生命起源的探索，也推動了宇宙化學的發展。

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[1]大唐資料庫 http://info.datang.net/Y/Y1655.htm

[2]大科普網 http://www.ikepu.com/astronomy/astronomy_branch/cosmochemistry_total.htm