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核聚變到鐵就停止了,那么宇宙里比鐵要重的元素都是怎么堆出來的?

核聚變到鐵并未停止,只是能核聚變到鐵的恒星,離死就不遠了,隨著臨死前的一場爆炸,是可以聚變出所有自然元素的,這場爆炸稱為“超新星爆發(fā)”。



自然界元素的由來

首先大家要知道整個宇宙中幾乎99%的元素都是氫和氦。這兩種最簡單的元素充斥了整個宇宙空間。

而其他所有的元素都是靠恒星這個元素加工廠以氫氦為原料合成的。而要能成為一顆恒星的條件就是可以在核心產生氫聚變的熱核反應。一旦這個熱核反應啟動了,一顆冉冉升起的恒星也就誕生了。由于氦原子核有兩個質子、兩個中子,非常穩(wěn)定,所以后面所有元素的合成基本上都是以氦原子核為單位進行聚合的。三個氦原子核就能夠聚合成一個碳原子核,四個氦原子核則聚合成為一個氧原子核,五個能聚合成氖原子核,六個是鎂,七個是硅,八個是硫,以此類推。



當然,在幾十億度的高溫中,一對擁有28個質子和中子的硅原子核,也可以直接聚變成一個有56個質子和中子的鐵原子核。

而鐵元素作為宇宙中最穩(wěn)定的元素,比結合能最高。因此鐵元素及之后元素的聚變將不會再產生能量,只會吸收能量。于是恒星的內部再也無法抵抗外部巨大的引力。在巨大的引力下,恒星內部的自由電子被強行壓進鐵原子核中與質子結合。電子與質子所攜帶的等量相反電荷彼此抵消,恒星內部就變成了一個碩大無比的由中子組成的原子核。由于原子與原子核所占據(jù)空間的巨大差異,使得內核空間突然變小了很多,引發(fā)猛烈的內爆,然后向外反彈形成超新星爆發(fā)。



一顆超新星的亮度可以超過其所在星系全部恒星亮度的總和。巨大的能量瞬間就把鐵以后所有的自然元素聚變出來。而鈾以后的元素不是自然形成的,而是人工合成的,而且絕大多數(shù)都會迅速的分裂。

而返還回星際空間的重元素,因為重,極易成為下一代天體的核心,隨著再一次的星云坍塌,形成新的恒星以及行星,以及生命。我們DNA中的氮元素、骨骼中的鈣元素、血液中的鐵元素以及細胞中的碳元素,都是在坍縮恒星的內部形成的。所以說,人類渺小如塵,一點不為過,因為我們本來源于星塵。

地球這片星空曾經絢爛無比。

根據(jù)如今地球上金元素和鈾元素的豐度,我們可以推測在太陽系形成之前,這一片星空中曾經發(fā)生過超新星爆發(fā)。而生命的起源與演化與太陽系的起源有著密切的聯(lián)系。

第一,之所以我們判斷生構成生命的元素全部來源于恒星,是因為目前宇宙中所發(fā)現(xiàn)的各種化學元素的相對豐度與恒星內產生的原子相對數(shù)目完全吻合。

第二,地球上存在如此多的重金屬原子。意味著在太陽系形成前不久,這里發(fā)生過巨大的超新星爆發(fā),爆炸的沖擊波壓縮了附近的星際氣體和塵埃。觸發(fā)了太陽系新云的收縮。才鑄就了如今的太陽與八大行星。

第三,當太陽作為一顆恒星成型時,地球大氣被大量的紫外線輻射加熱,形成了閃電。這些原始的能量喚醒了成為生命起源的有機分子。

第四,地球上所有的生命能源都來源于太陽光。植物只不過是作為儲藏太陽光能的一個載體而已。農業(yè)也只是利用植物作為媒介,有系統(tǒng)的收集陽光。

最后,生物進化可能也與陽光有關。比如,遺傳突變?yōu)樽匀贿x擇提供了原材料。而突變部分是由宇宙射線造成的,即超新星爆發(fā)時噴射出以光速運動的高能粒子。也就是說,地球上生命演化的部分原因來源于那些遙遠的大質量恒星死亡時的余暉。

總結

所有的元素,都是由一個一個氫原子拼合而成的。恒星先在引力的壓迫下,干著體力活,一點一點地生產鐵以前的元素,最后實在干不動了,鐵了心來一場大爆發(fā),把一輩子的活都干完了。

說它光榮下崗也好,光榮就義也罷,反正就沒它什么事了。

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