El elemento químico más abundante en el universo es el hidrógeno (H). Se estima que constituye el 75% de la masa de toda la materia y que representan el 93% de los átomos en el cosmos. Es también el elemento químico más simple y más ligero, con sólo un protón en el núcleo y un electrón en la eletrosfera.
Ya en la Tierra, el hidrógeno es el noveno elemento en abundancia y es responsable de 0,9% de la masa de nuestro planeta. Él aparece en estado gaseoso (H2), siendo incoloro, inodoro, insípido e inflamable y también se combina con otros componentes formando ácidos y bases, estando presente en el agua, en los gases volcánicos, además de formar varias sustancias orgánicas, como las proteínas, los carbohidratos y los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural).
En la naturaleza, el hidrógeno puede ocurrir en tres formas isotópicas: hidrógeno (posee 1 protón), deuterio (posee 1 protón y 1 neutrón) y tritio (posee 1 protón y 2 neutrones, además de ser radioactivo). El porcentaje de cada uno en la naturaleza es:
H → 99.985%
D → 0.015%
T → trazos
Un aspecto relevante a su abundancia en el Universo es que este elemento es el principal combustible para la formación y mantenimiento de la vida de las estrellas. En estas estrellas, incluyendo nuestro Sol, reacciones de fusión ocurren, es decir, la unión de núcleos leves que forman un núcleo mayor y más estable, liberando gran cantidad de energía.
En el sol, la fusión del hidrógeno ocurre posiblemente según el siguiente mecanismo:
Posible reacción de fusión de hidrógenos que ocurre en el Sol
Tengamos en cuenta que ocurre la unión de cuatro protones para formar el núcleo de un átomo de helio, ocurriendo la liberación de positrones. Para que esa reacción suceda, es necesaria una gran cantidad de energía, que es conseguida en el Sol con temperaturas muy elevadas, en el orden de 100 millones de grados Celsius.
Además, cuando las estrellas mueren, ellas expulsan esos elementos químicos, que mezclan el material interestelar para formar nuevas estrellas y otros cuerpos celestes, incluyendo planetas.
El elemento químico más abundante en segundo lugar en el Universo es también el segundo más leve, el helio (He), que constituye el 23% de la masa del Universo visible. Eso significa que solamente el hidrógeno y el helio corresponden al 98% de la masa de todo el Universo.
Aproximadamente el 20% de helio en el Universo está en las estrellas, siendo formadas en el proceso de fusión del hidrógeno ya explicado. En cuanto a nuestro planeta, compone 0.000001% de su masa.
Muchos científicos aceptan la teoría de que el hidrógeno fue formado en el Big Bang, que creen que es una gran explosión que ocurrió hace 15 mil millones años debido a la alta concentración de materia y energía cósmica. Mediciones astrofísicas son hechas para identificar vestigios de esa explosión y proveer informaciones sobre los cambios que el material original del Universo sufrió con el paso del tiempo. Una de esas sería con respecto a la composición química homogénea del Universo, donde la relación de las masas de átomos de hidrógeno y helio es de 3:1, es decir, 3 g de H para cada 1 g de He.
Los elementos con números atómicos más grandes habrían sido generados por transmutación nuclear que ocurren en el interior de las estrellas y las supernovas.
