宇宙有一個鋰的問題

在過去的幾十年裡，宇宙大爆炸理論中的鋰問題是一大難解之謎，因為科學家發現鋰含量只有理論預言的三分之一。為什麼最終鋰含量與預測結果差了3倍多呢？為了解決這個問題，讓我們來回顧一下宇宙大爆炸理論。

大爆炸理論是迄今在科學界被廣泛接受的關於宇宙起源的理論。宇宙大爆炸論有三大觀測支持，分別是哈勃定律、宇宙微波背景輻射和原初元素丰度。

宇宙微波背景輻射（CMB）

宇宙微波背景輻射是支持大爆炸論的有力證據之一，經過了138億年的膨脹，宇宙從極端高溫逐漸冷卻下來，留下了溫度為2.7K的微波輻射，這就是宇宙大爆炸的熱殘餘。

但關於大爆炸宇宙論還有一些疑點。

所有的元素都有一個天文事件起源，輕元素是在創世大爆炸之後10秒到20分鐘內形成。最輕的固體元素鋰來源卻是讓人匪夷所思，有25%的鋰來自於大爆炸之後的太初核合成，但另外75%的來源未知。

宇宙在不斷膨脹和升溫中迎來光子時代。原子核的形成是通過核合成，但宇宙中的極端環境不允許質子和電子結合成氫原子。在宇宙中，光子、電子以及原子核是混合在一起的，宇宙被這樣的等離子體所充斥著。

當宇宙溫度高達10億到100億K時，較輕的原子核能夠聚變為較重的原子核，這個過程被稱為「大爆炸核合成」。宇宙中的大部分氦以及少量其他輕質核素，如氘和鋰，都是在那個時候形成。至於元素周期表中較重的元素，它們都是由大爆炸之後幾十億年所形成的恆星製造出來的，並且通過超新星爆發播撒到星際空間的。

我們對於大爆炸核合成的絕大部分過程的認識是極為準確的。事實上，對宇宙中氫和氦丰度（含量）的測量結果和理論預言的精確相符。 然而，鋰卻出了點「問題」，鋰的含量只有大爆炸核合成理論預言的三分之一。

目前為止，科學家還不能解釋鋰缺失原因。但是研究人員的一篇新文章或許能解決這個謎題。

首先假設大爆炸核合成中所有的核都處於熱力學平衡中，並且速度符合麥克斯韋 - 玻爾茲曼分佈。但麥克斯韋一玻爾茲曼分佈律僅適用於理想氣體，當運用於實際氣體時，情況可能會有所不同。

該文章作者應用所謂的非嚴格統計來解釋鋰缺失問題。在上圖中，作者模型的虛線是用來預測低丰度鈾同位素的。

大爆炸論中，鈹可能衰變成鋰，所得到的鋰量和其他更輕核元素都落在麥克斯韋 - 玻爾茲曼分佈概率內。

這意味著，目前科學家對宇宙中氫和氦丰度（含量）以及鋰的測量結果和理論預言的大致相符，成為支持大爆炸理論的最強有力證據。

如果論文作者觀點正確，那麼大爆炸論的真相很快就能大白於天下，我們關於宇宙探索又邁進一步！

讓我們一起抓住這個「尤里卡時刻」（原是古希臘語，意思是：「好啊！有辦法啦）