原子是物质的基本单位,宇宙中除了能量之外,一切都是由物质构成的,因此,云子构成了宇宙中的一切。“原子”一词出自希腊语,原意是“不可再分的部分”。现代人类对原子有更深的认知,原子由三种被称为亚原子粒子组成,即质子、中子和电子,而它们由更小的粒子组成,如夸克。
目前认为,原子的起源是源于138亿年前的一次“大爆炸”,宇宙物质均匀地分布在整个宇宙空间。一开始,宇宙中只有中子,中子发生衰变的同时产生了质子、电子和反微子。在大爆炸11分钟过后,宇宙充满着几乎等量的中子、质子和电子,还有反中微子。经历了10个半衰期后,2小时后的宇宙产生了最简单的原子——氢原子,同时也合成了相当数量的氦。
随后,氢原子和氦原子凝聚成星团其他原子从此产生。目前,氢仍然是宇宙中最丰富的元素,约占原子总数的88.6%,氢和氦加在一起,占宇宙原子总数的99.99%以上。而更重的原子的出现,主要源于“超新星”的爆发,在几秒钟和几分钟产生的核反应,产生了从钛到铜的各种原子,并被喷发到星际空间中。
原子作为宇宙的基石,实在是太小了,以致人们没有原子的实物图。人们为了进一步了解原子,提出了很多的理论,其中最常用的是:行星模型理论。
行星模型理论,以氢原子为例子,假定氢原子核外电子是处在一定的线性轨道上绕核运行,就像太阳系的行星围绕太阳运行一样。行星模型是人类认识微观世界的重要里程碑,因为行星模型揭示了原子体系能够稳定而长期存在的客观事实,大胆地假设光谱的来源是核外电子的能量变化,提出了量子化条件和跃迁规则。