黄金的确来自太空,地球的物理条件无法产生黄金。
在宇宙大爆炸之初只产生了氢、氦、锂等元素,恒星正是由此诞生的。主流科学家都认为,在恒星随后的演化过程中,随着核聚变反应,质子数更高的重元素得以生成比如碳、氮、氧等等。然而,恒星中天然的核聚变,最重只能产生到包含26个质子的铁元素。这是因为,铁元素的核子结合能到达了一个顶峰,把其中的质子和中子拆开,需要极高的能量,恒星内部的温压不能满足其条件。
在后来的研究中,认为恒星寿命末期的超新星爆炸,足够提供这种能量。当一颗8倍太阳质量的恒星爆发时,就会产生比铁更重的元素,有可能会产生黄金等重金属。但宇宙也许要有更大、更热的炼金炉。天文物理学家们开始形成主流认识:中子星并合是最有说服力的机制。
双中子星并合过程中,不断甩出一些中子星碎块——大部分是中子,少数是质子。在碰撞发生的一秒钟内,这些中子星碎块扩散到数十公里开外,形成一团与太阳密度相当的云。在这个“炼金炉”中,中子和质子们互相俘获,形成大量富含中子的不稳定的同位素。中子会迅速衰变为质子,形成金等重元素。
科学家据估计,中子星的一次碰撞,能够形成足有300个地球重量的黄金。这些“宇宙焰火”的余烬,被撒入广袤无垠的宇宙,其中一部分在46亿年前与地球凝为一体。它们又被开采锻铸,成为人类手中的金币,手上项上的饰品。
科学家们已经观测到中子星的并合事件,获得了可靠的观测证据。
可想而知,像太阳那样高温高压的条件下,连铁以上的元素都不能合成,那么地球上的条件更不可能产生金元素。
极简宇宙史
按照目前的观测和主流理论,宇宙起源于138亿年前的一场大爆炸。在大爆炸之后,物质粒子逐渐形成,目前宇宙中的氢和大部分的氦基本都是在宇宙大爆炸的初期就形成的。
宇宙大爆炸后,大概又过了2亿年,宇宙中的第一个恒星开始形成。大概的过程是这样,宇宙中弥漫着大量的星云物质,这些星云物质在某些特定的情况发生了引力坍缩,于是,在引力的作用下逐渐形成恒星,剩余的边角碎料形成了行星等天体。
而恒星还会继续一些系列的演化,有的成为一颗白矮,有的发生超新星爆炸最终生成中子星或者黑洞,还有的吸积了周围的恒星发生超新星,甚至还有可能把自己炸得啥也不剩。
按照目前认知,第一代恒星都比较大,因此大概率都会发生超新星爆炸,最后成为一个黑洞。而超新星爆炸的过程其实就是把物质再抛洒到太空当中。这些物质也会成为第二代恒星的原料。因此,我们说,实际上任何天体的物质都来自于太空。
而按照目前的主流看法,太阳系形成于46亿年前 ,太阳要么是第二代,要么是第三代恒星。具体的过程是这样的,在46亿年前,在太阳系附近大概有一片2光年跨度的星云物质。后来,有可能是附近的发生了超新星爆炸。
剧烈的超新星爆炸将物质抛洒了出来,导致这片星云物质引力平衡被破坏,于是,在引力的作用下,形成了如今的太阳系。地球上目前所有的物质都来自于外太空,地球自身的引力并足以产生新元素。
那你可能要问了,地球为什么会存在“金”呢?
金元素的由来
其实这个问题的本质是“金元素”到底是如何被创造出来的?
具体来说是这样,最早宇宙的主要成分是氢和氦。后来有了恒星,恒星的内核会发生核聚变反应,第一步都是反应物是氢原子核,生成物是氦原子核。这个过程有两条路径分别叫做质子-质子反应链和碳氮氧循环。
如果质量足够大,当内核的氢原子核烧完,还会继续引发氦原子核的核聚变反应,生成碳原子核和氧原子核。(我们的太阳就是停在了这一步。)
而如果质量还足够大,当内核的氦原子核烧完,还能够继续引发碳原子核和氧原子核的核聚变反应,然后只要质量够大,就可以一直走到铁原子核。
对于特大质量的恒星(质量大于8个太阳质量的恒星),它们在演化末期会出现各层都在发生不同的核聚变反应,就像洋葱一样。
之所以铁原子核是个坎,是因为从原子核的层面来看,铁原子核是最稳定的。
在铁元素之前的元素原子核都能聚变产生能量,都有聚变的趋势;
而在铁元素之后的元素原子核都能裂变产生能量,都有裂变的趋势。
但是铁的核聚变反应吸收大量的能量,不过由于特大质量的恒星引力足够大,还是可以促发这个反应。具体来说,就是光子直接击碎原子核,释放出质子和中子,然后质子和自由电子发生反应生成中子和中微子,恒星核心在引力作用下形成一个中子星。(如果引力还要大,就有可能形成黑洞。)
而内核在引力作用下收缩的同时,恒星会发生超新星爆炸,并且抛洒出大量的物质。而这个过程就会产生大量铁元素之后的元素,其中“金元素”有一小部分就是这样来的。
按照最新的科学发现,宇宙中大部分的“金元素”其实来自于中子星的合并。而中子星的形成比较就很难,更不要说两颗中子星的合并,所以类似于金和银这样的元素才会在宇宙少之又少。
应该说,现在地球上大部分的“金”元素要么是来自于超新星爆炸,要么来自于中子星合并。它们是在地球形成之初就有了的。