1樓：小付
西方科學是建立在實驗和推理的基礎上，一切問題都是源自於沒有回答宇宙結構是什麼。如果我們不知道宇宙結構是什麼，是不太可能知道水分子所有的組成部分。
2樓：
@Luyao Zou 同學回答的很贊～
我來補充一點，其實在一些恆星形成活動很劇烈，也就是分子氣體豐富（密度大約每立方厘公尺10000－1000000個）的區域，（當然同時也會破壞水分子，取決於具體的強度還有分布等等），也就是所謂的ion-neutral（氧原子和電離的氫原子）反應鏈（請參考下圖最左邊綠色區域，來自 Ewine F. van Dishoeck 等人 2013，Chemical Reviews： Interstellar Water Chemistry:
From Laboratory to Observations），此外，在一些大質量恆星聚集區，因為劇烈的星風等能量注入過程，這些強烈的激波也會促使水分子通過neutral-neutral（氧原子和氫原子/分子）氣相反應生成（一般需要T>300K，也就是圖中紅色的反應鏈）。
（圖左邊的綠色和紅色的部分就是水分子通過氣相反應生成的途徑，右側則 @Luyao Zou 提到的塵埃表面化學。）
我個人是觀測星系中的水分子的，下面兩篇是以前做過的觀測結果，還有一篇最新的高紅移觀測結果在under review:
Water Vapor in nearby Infrared Galaxies as Probed by Herschel
H2O emission in high-z ultra-luminous infrared galaxies
就目前的觀測來說，水分子氣體可以通過這三種途徑有效的形成，特別是氣相。而從理論上: Bialy在2023年發表在ApJ Letter上的工作說明了，即便在宇宙早期，金屬豐度較低的環境下水分子也可以有效的產生：
Water Formation During the Epoch of First Metal Enrichment。值得一提的是，在宇宙早期，因為金屬豐度比較低，因此塵埃並不是很豐富，這個時候，形成水分子的主導反應基本就是neutral-neutral反應。
下圖是我自己根據NASA的圖製作的乙個示意圖，標註出我們目前為止探測到的最遠的水分子氣體發射線，以及上述的理論預言的，水分子產生的極早期。
水是由水分子組成的，水分子是什麼，應該怎麼理解水分子？
希卡利 簡單的說，大概就是沙子組成沙漠吧，只不過水分子更小而且是化合物。當然水分子之間還有分子間作用力等相互作用，外在表面就是水的張力。 夸克宇宙 本人名副其實中二 初中只上二年 民科，我來跟大家分享一下個人見解。水是由二個氫元子加乙個氧原子組成，這大家都知道。那為什麼它們會組合在一起呢？因為這是二...
假如我是乙個水分子，我如何證明自己是在流動的河流中，而不是在一灘死水中？
提問 無法證明。1.河流的死水都只有表面的水分子會蒸發 2.河流的水質不一定比死水好，比如恆河 3.河流與死水中的重水豐度並無明顯區別 4.死水中的生物也能在河流中生存 雖然水分子無法證明自己是在死水中還是河流中，但是可以辯別自己是在日本還是印度，輻射高的水域是日本，病原體濃度高的是印度。 秦風 很...
兩個化學結構相同的分子（比如兩個水分子），是不是完全相同的？
希卡利 看你怎麼定義完全相同吧。如果仔細扣的話，連核外電子的分布都不一樣 概率相同，但是每時每刻電子出現的位置不一樣 所以不會完全相同啦。 抱抱 我想的是，難道每個原子都是一模一樣的麼。我覺得不可能啊。所有的氧原子是一樣的麼，所有的氫原子是一樣的麼？電子的運動不是無序的嗎，所以我覺得，不一樣。 Wi...