大宇宙如何制造小元素

蘇光路

元素是什么？元素是物質世界的最小單位。大到宇宙，小到人體，還有你每天使用的文具和吃下的東西都是由元素構成的。那元素又是怎么來的呢？你可能不會想到，地球上的所有元素都來自浩瀚的宇宙，準確地說，是外太空星球為我們制造的。

喜歡追根尋源的同學一定會問，那看不見摸不著的大宇宙，又是怎么制造元素的呢？

地球本身的物質來自于天體碰撞，這些天體既包括太陽系的物質，也包括銀河系，甚至是河外星系的物質。而地球上一切生命都是以太陽和地球物質為生存前提的。

世界是物質構成的，物質的最小單位是粒子，統稱為元素，所以說大到天體，小到塵埃都是由元素組成的，組成人體的元素有60多種。其中有碳、氫、氧、鈣、鈉等11種必需的常量元素，集中在元素周期表前20個元素內，另有鐵、銅、鋅、錳等十余種必需的微量元素。

至今，人們已經發現了109種元素，其中從93號到109號元素全都是人造的，1～92號則完全是由宇宙天體自己醞釀制造的。

在對“天外來客”——隕石的直接分析和光譜分析后，科學家得出結論，太空中的元素與地球上的元素高度吻合不是偶然的，換句話說，地球上的所有基礎元素，無不來自宇宙天體。

你一定會問，太空中又沒加工場，那么多的元素又是怎么來的呢？

早期宇宙的主要物質是氫，其成分逐漸濃縮，由片狀堆積成團塊，這種核物質具有巨大能量，引爆后形成質量各異的恒星。每顆恒星都是一座巨大而又長壽的熔爐，可想而知，能夠制造熔爐的一定是體積更大、溫度更高以光年計算的星系。

一般恒星的內部溫度都很高，以我們的太陽為例，它的核心溫度達1500萬攝氏度，直徑約為139.2億千米，在宇宙恒星中它是不打折扣的小個子，所以它只能將氫轉變為氦，它制造元素的能力僅此而已。

宇宙中比太陽大得多的恒星比比皆是，要想制造出鐵元素，體積必須比太陽大8倍。它們熾熱異常的核心能使其中的原子相互撞擊交融而產生新的元素。在恒星壽命終結時，它們會以劇烈的爆炸方式走向死亡，巨大的能量將瞬間形成的新元素噴射到非常遙遠的地方——我們地球的基本物質就是這么來的。

所以說，恒星是宇宙元素的主要生產者，它們雖然都來自最輕的元素——氫，但它們循環演化時所制造的元素越來越重，當然，這種能力取決于它們本身具有的質量。一個超大質量的恒星，從生到死就是一個不斷制造新元素的工場，在自己生命的不同階段制造性質不同的元素。

歸納起來看，恒星將制造好的重元素拋射出去——惠及萬物的方法有兩種——都是在它們生命終結時完成的，所以說恒星們也是“生的偉大，死的光榮”！

單純就元素來講，地球和人類都是“星星的子孫”，如果稱地球是人類母親的話，那太陽就是人類的祖母，宇宙深空星系就是我們的先祖了。

不久前，美國宇航局觀測到恒星W44爆炸演變為超新星，并繪制出這顆藍色星球劇烈擴散的驚人圖像，使人們真切感受到恒星死亡所引發的超級能量。W44距地球大約1萬光年，它內部的核燃料用盡，無法繼續維系自身結構的平衡，在內部巨大引力的作用下發生塌陷，隨后變得不穩定并發生猛烈爆炸，形成輻射大爆發。隨著塌陷的繼續，其外層被拋射進太空，撲向周圍的星際物質。其碎片四散開來，分布范圍竟達100光年。

這個短短幾秒鐘的過程就是恒星在制造新元素，并將它們播散開來的精彩瞬間。

（編輯 孫世奇）