宇宙中比铁重的元素不是由核聚变产生的吗(宇宙中比铁重的元素是如何形成的)

导语：宇宙中比铁重的元素，不是由核聚变产生的！浅谈各元素的前世今生

宇宙中的万物，都是由各种元素通过无比精巧的组合而构成的，那么，宇宙中的各种元素到底从何而来，又是怎么产生的呢？今天我们就来讲一下，宇宙中各元素的前世今生。

宇宙中所有的元素都是由质子、中子以及电子等基本粒子构成，其中原子核内质子的数量决定了元素的种类，例如原子核内只有一个质子，它就是氢，有两个质子，它就是氦，其他更重的元素以此类推，具体可参见元素周期表。

我们可以看到，只要不停地将这些基本粒子堆积起来，就可以创造出所有的元素。

这种看上去很容易的事情，实际操作起来却非常难。因为质子都带正电，所以要将它们聚合起来，是相当困难的事情，这需要很高的温度以及压力。下面我们来看一看，宇宙是怎么做到的。

早期的宇宙并不是现在这样绚丽多彩，那时的空间中充斥一大堆的基本粒子。由于氢的原子核只有一个质子，这使得氢元素很容易形成，因此随着宇宙温度的逐步下降，宇宙中就充满了大量的氢元素，形成了最原始的星云。

星云中密度较大的区域，会在万有引力的作用下，慢慢吸积成长为一颗原始的恒星，与此同时，它核心的压力与温度，会因为自身不断增长的重力而逐渐提高。

当这颗原始恒星的质量达到了一定的程度，其核心的温度以及压力就可以达到使质子聚合的条件，这时新的元素就产生了，在这个过程中，还会伴随着大量的能量释放，这就是核聚变反应。

要聚变出越重的元素，就需要更高的温度以及更强的压力，这就意味着宇宙中大部分的恒星，都会在聚变出较重的元素之前，就结束了自己的生命，例如太阳最高就只能聚变出碳和氧。

只有具备足够质量的恒星，才会点燃一轮又一轮的核聚变反应，生成越来越重的元素，但当一颗大质量恒星内部的核聚变反应到铁元素时，核聚变就无法再进行了。

因为铁元素的聚变是吸能的，所以当一颗大质量恒星内的核聚变反应到铁元素后，其内核会因为失去与自身重力抵抗的能量而迅速坍塌，并最终发生威力惊人的超新星爆发，宇宙中的绝大多数比铁重的元素，就是在这个阶段生成的。

请注意，核聚变反应最高只能聚变出铁元素，而宇宙中比铁重的元素，不是由核聚变反应产生的！

在宇宙中，比铁重的元素主要是通过一种名叫“中子俘获”的核反应产生。所谓中子俘获，是指原子核与中子碰撞结合，并形成重核的过程。

例如当铁56俘获了一个中子，它就变成了铁57，然后其原子核可能会因为不够稳定而发生β衰变，这时一个中子衰变成了质子，它的原子序数就会加1，于是就变成了钴57（注：这个例子只是简单说明，大家不必较真，事实上，中子俘获反应要复杂得多，但原理就是这样的）。

中子俘获分“快”、“慢”两种，其中慢中子俘获发生在恒星内部，其发生的概率很低，其反应时间通常都需要几万到几十万年。

而在超新星爆发的时候，会产生巨量的中子，在这种情况下，轻元素的原子核会在很短的时间内俘获大量的中子，但这些富中子的原子核极不稳定，它们会很快发生β衰变，从而转化成稳定的、比铁元素更重的原子核，这就是快中子俘获。

至此，宇宙中的所有元素都已生成，而被我们视为珍宝的金、铂等贵重金属元素也是这样得来的。我们也可以看出，它们之所以显得如此珍贵，还是很有道理的，毕竟宇宙中大质量恒星的数量并不多。

需要指出的是，超新星爆发并不是大质量恒星专有，在中子星和白矮星等致密天体合并的时候，也会发生同样的事情。

宇宙中那些古老的、巨大的天体，会以这种壮丽的方式结束自己的生命，同时将一生创造出的各种元素抛洒在宇宙空间中，形成各种各样的星云。在这些星云中，又会孕育出新一代的恒星，行星以及今天我们能够感知到的一切，包括我们自己。

以上，就是宇宙中各元素的前世今生，由此可以看到，组成我们身体的每个细胞、每个分子、每个原子都产生于远古的恒星，都记载着宇宙中那些美丽的篇章。

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