構(gòu)成我們的元素都從哪兒來?
我們的身體所必需的元素有28種,其中大量需要的元素,被稱為“宏量元素”,包括氧(65%)、碳(18%)、氫(10%)、氮(3%)、鈣(1.5%)等,共占我們身體總質(zhì)量的99%以上;而所需極少、但同樣不可或缺的,則被稱為“微量元素”,比如鐵、硅、鋅、銅、錳等等,總共只占我們身體總質(zhì)量的0.7%左右。但所有這些元素,對我們的身體都極為重要。別說缺少其中的某一樣,哪怕只是其中某一樣的比例稍微偏出去一點兒,我們的身體就可能要鬧“罷工”。
這些元素是從哪兒來的呢?

我們現(xiàn)在已經(jīng)比較確定地知道,在其生命的極早期,宇宙是高度簡潔和統(tǒng)一的,沒有作為萬物基礎的原子和分子,沒有我們熟悉的銀河、太陽和行星,當然更不會有地球和人類,有的只是極高的能量和一種將所有基本力統(tǒng)一起來的“超力”。隨著宇宙的膨脹和冷卻,一些能量得以轉(zhuǎn)換為亞原子粒子,“超力”逐漸被分解為幾種基本的力(強核力、弱核力、電磁力和引力)。這發(fā)生在宇宙誕生后1 000億分之一秒之內(nèi)。去年名聲大噪的“希格斯玻色子”就和研究這一發(fā)生在一瞬間的復雜過程有關。
就如同我們小時候玩積木一樣,最簡單的結(jié)構(gòu)是最容易形成的。結(jié)構(gòu)最簡單的原子,就是初中化學的元素口訣的第一個字——“氫”,它僅由一個質(zhì)子和一個電子構(gòu)成。在宇宙誕生之后3分鐘,氫就占到宇宙總質(zhì)量的75%。然而,就好像練出腹肌需要在健身房呆足夠的時間一樣,更復雜的元素需要更高的能量才能將亞原子粒子“結(jié)合”到一塊,但宇宙卻在不斷地膨脹和冷卻。沒有更復雜的元素,就不會有我們所知的生命。似乎宇宙這部大片拍到這里就可以歇菜了。
這時,我們的主人公——星星——登場了。
星星為什么要發(fā)光?
新誕生的宇宙并不是完全均勻的,有一些地方的密度總比其他地方的密度高一些。由于質(zhì)量越大的區(qū)域引力越大,隨著時間的推移,這些地方的密度不斷上升,溫度也隨即上升。當這些區(qū)域的溫度超過數(shù)百萬度這個量級的時候,一個奇妙的現(xiàn)象發(fā)生了:在很高的溫度下,氫原子得以彼此結(jié)合,形成更復雜的原子,并隨之釋放出大量的能量。這些能量以光線的形式向宇宙深空發(fā)射出去。
黑暗的宇宙有了星光。這大概發(fā)生在宇宙誕生40萬年之后。

星星為什么要發(fā)光?原因可能不如我們想的那么浪漫。每一個土豪背后都有血淚史,星星也一樣。它們發(fā)光,并不是它們自愿的,而是生存所迫:它們太巨大,自身的引力總是像催命鬼一樣,想把它們壓扁,因此它們必須通過某種方式來抵消引力才行。這種方式就是向外的光造成的“光壓”。換句話來說,為了能在宇宙中亮出“土豪”的身份,恒星們得不斷地“掙錢”,然后再“花錢”。越簡單的元素,越容易被用來產(chǎn)生能量,所以它們自然很喜歡氫。但是,這種短平快的“掙錢”方式只能合成比較簡單的輕元素。當然,對于體型小一點的“土豪”來說,它們的“掙錢”壓力并不大,自然用不著去考慮如何生成更復雜的重元素。它們只需要靜靜地燃燒完自己所儲藏的氫,然后相對平靜地離開這個宇宙。問題在于,人體所必需的28種元素中,有24種是這種辦法得不到的。
對于較大的星星,它們的“花錢”壓力要更大,因此當核心的氫被消耗殆盡時,它們不得不考慮用復雜一點的元素來產(chǎn)生光能。“土豪指數(shù)”越高的恒星,自我壓迫就越劇烈,能產(chǎn)生的元素就越復雜,直到它撞到了物理定律的天花板,再也無法獲得光能來抵消引力的壓迫。這時,整顆恒星會在引力下瞬間崩塌,變成一顆超新星。無數(shù)顆恒星在這一過程中被徹底毀滅,但同時也把那些對我們的生命不可或缺的元素拋入深空之中,和其他前輩的殘骸混合在一起。日積月累,復雜的元素越來越多。于是我們知道,在大約46億年前,在銀河系某處,一片由無數(shù)死亡恒星的殘骸組成的云氣開始收縮。一顆新的恒星和一小群圍繞它運行的行星誕生了。其中的一顆行星具有得天獨厚的優(yōu)勢,在這顆行星誕生8億年之后,有一小堆物質(zhì)竟然開始學會了有意識地繁衍,變得越來越高明、復雜和多種多樣。在這顆行星誕生46億年之后,這些原本來自星星的物質(zhì),最終變成了這么一大群有意識、會思考、會行動的生物,通過細心的觀察和謹慎的推理,得以還原了這一宏偉故事的梗概。
來自星星的故事沒有結(jié)局

這并不是過去的故事:它過去、現(xiàn)在、將來都在廣袤的夜空中上演著。在合適的時間,我們即使在城市里,也可以看到男主角母星所在的星座——明亮的獵戶座。獵戶座的東北角有一顆顯眼的紅色星星,這顆星星叫“參宿四”,它是一顆垂死的紅超巨星,將在不太遙遠的未來的某個時刻爆發(fā)為超新星,將珍貴的生命元素拋入太空;與此同時,在獵戶座正中靠下一點的位置,有一團模糊的星云(這需要到鄉(xiāng)村才能肉眼見到),它叫“獵戶座大星云”。不用說,它也是無數(shù)死亡恒星的殘骸混在一起形成的,但我們觀察到,有許多新生的恒星正初試啼聲,其中的某一顆或許將孕育更高智慧的文明——誰知道呢?
在這部韓劇播到一半多的時候,就有人猜測在大結(jié)局中,男主角會不會為了得到女主角而放棄自己的超能力,接受地球人生老病死的輪回。但是如果我們暫時放下眼前的一切,稍微站遠一些看,死亡不過是重生的一個環(huán)節(jié)而已。實際上,我們只需在晴朗的夜空中抬頭就能看到,這一故事以宏大的尺度永不停息地上演著。對于故事中的男主角來說,作為比人類更具有宇宙視角的物種的成員,他必然更明白這一道理,即使是閃耀的星星也不能避免死亡的結(jié)局,在有限的生年體會了什么,才是最重要的。如同劇中那句話:“時間的長短并不重要,重要的是和你分享時間的人。”你的印記永遠存在于這個宇宙中。如果你不信的話,請對著鏡子看看自己,誰說那些生活在數(shù)十億年前的恒星真正死去了?
我的故事講完了。