其实我们这个宇宙在刚刚形成的时候,大多数的元素都是氢,当然还有一部分的氦,那么其他的各种元素 , 都是在这两种元素的基础上 , 慢慢演化出来的 , 而演化的主体方式就是恒星 , 恒星之所以会发光发热,是因为恒星的内部,在进行核聚变的反应,而核聚变正是将轻元素变成重元素的过程 。
那么一般来说,当一颗恒星聚变到铁元素的时候,这颗恒星就走到了生命的尽头,因为随着时间推移,恒星内部的铁元素会越来越多,而铁元素又比较的特殊,它在自然的条件下,是无法继续进行聚变的,因为铁元素进行聚变反应的时候,不仅不会释放能量,反而需要吸收能量才行 。
所以当一颗恒星无法再释放能量的时候,核聚变的反应就会逐渐的停止,恒星内部的铁会越来越多,最终形成一个铁核 , 这个时候恒星就会向内部进行收缩 , 但这些收缩的部分,终究会撞击在恒星内部的铁核上,然后形成剧烈的反弹,那么这个时候 , 超新星爆发就出现了 。
那么由于超新星爆发产生了巨大的能量 , 导致了铁可以继续合成更重的元素,例如钛 , 铜,铅,以及银和金等等,所以地球上的黄金,大概就是这么出现的,超新星爆发会对外抛射出大量的物质,这些物质又慢慢的形成了其他的宇宙天体,这些天体就包括我们地球在内 。
最后超新星在爆发之后 , 会形成两个结果 , 一个是变成一颗中子星,另外一个就是变成黑洞 , 那么这二者的区别就在于恒星的质量 , 如果一颗恒星的质量大于太阳的25倍以上,这颗恒星最后就可能变成一颗黑洞,所以我们这个宇宙,就是这么的神奇 。
地球上的金元素来自星星 。
不管是沉甸甸的金条也好,闪闪发光的金项链也好,它们都含有金元素,金元素含量越高就越值钱 , 而这些金元素并不是在地球上制造的,而是由星星“变”出来的 。
古代的时候有不少关于点金石和炼金术的故事,现在我们知道了,要想把一种元素变成另一种 , 需要改变它的原子核,比如1个质子1个中子组成了氢原子核,79个质子和118个中子组成了金原子核 。
宇宙中所有的重元素都是合成出来的,叫做核合成 。
核合成的方法很多,有一种方法是一个原子核快速吸收一系列的中子并达到稳定状态,于是新的元素被合成出来 , 比如金 。
这一过程需要非常极端的物理条件 , 科学家最初提出一些超新星爆发可以提供这种极端条件 , 从而合成金元素 。
现在,研究人员发现中子星合并也可以合成 大量 金元素 。
“大量”是什么意思呢?最近发表的一项研究显示*,去年八月那次著名的双中子星合并事件可能产生了 3-13个地球质量的金元素。假如一克黄金300元,1个地球质量大概是6千亿亿亿克,那么3个地球质量的金子就有540万亿亿亿元 。
这些来自星星的金元素像尘埃一样弥散在宇宙中,等待新的机会 。
当时机成熟的时候 , 引力会把金和其他元素聚集到一起 , 形成恒星、行星、小行星、彗星等大大小小的天体 。引力还会让小天体(小行星、彗星等)飞向大的天体(比如行星、恒星) , 甚至撞到大天体上 。
所以地球上的金元素,有一些是地球形成的时候就在里面了,还有一些是撞到地球上的小天体所带来的;不管哪一种,都是很早很早之前 , 由一些星星在极端物理条件下合成的 。
*文献请参考:http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aaad67/meta
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