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知識誤區(qū):核聚變到鐵就停止了,那宇宙里比鐵要重的元素來自何處

2021-04-30 19:29 作者:西昆侖Bruce  | 我要投稿

這個問題,顯然是一個知識誤區(qū)。

首先還是來說一下核聚變產(chǎn)生元素。

我們以太陽這種恒星來舉例,最初的時候,太陽主要是氫元素,然后氫原子核發(fā)生碰撞,產(chǎn)生聚變反應(yīng),釋放能量,并且產(chǎn)生新的元素——氦元素,接著,氦原子也參與聚變,改變結(jié)構(gòu),生成鋰元素。以此類推,按照元素周期表的順序,直至鐵元素生成,該恒星便會坍塌。這是由于鐵元素相當穩(wěn)定,參與聚變時釋放的能量小于所需能量,因而聚變停止。

所以我看到有人依據(jù)此,提出了這個問題:宇宙中比鐵更重的元素來自哪里?

誤區(qū)一:核聚變到鐵元素并沒有停止。

鐵穩(wěn)定性高,導(dǎo)致核聚變產(chǎn)生能量較少這是對的,可是不是說完全沒有核聚變,鐵原子也是有活動性的,只是很弱而已,因此嚴格來說,核聚變還在繼續(xù),還會繼續(xù)產(chǎn)生之后的鉛元素等等。

誤區(qū)二:元素產(chǎn)生,并非只有核聚變。

這些常見的、比較輕的元素,確實是聚變產(chǎn)生,可不代表這是唯一。

我們接著上面的恒星核聚變繼續(xù),當?shù)借F元素之后,核聚變一下子減弱了,所以產(chǎn)生的能量極具減少,這時候能量不足以對抗萬有引力,所以會出現(xiàn)坍塌,恒星外部所有的東西,會一股腦全部向核心涌去,在這種超高壓之下,下一步的原子核反應(yīng)又會繼續(xù),從而產(chǎn)生更重的元素。

這是其一。

其二是,我們知道恒星燃料耗盡之后,會開始冷卻,然后變成白矮星,這時候有兩種情況:

要么就是恒星周圍有一個伴星(也是恒星),這個伴星看到同伴快不行了,所以開始瘋狂吸取同伴的能量作為己用,因此自己會逐步壯大,達到臨界值,也就是吞不下的時候,就會發(fā)生爆炸,即1a型超新星爆發(fā),這種巨大的爆炸,甚至可以照亮整個所在星系相當長時間,十分恐怖,所以自然可以產(chǎn)生新元素。

要么就是恒星能量耗盡之后開始向內(nèi)坍縮,因此外殼會崩潰,發(fā)生大爆炸,也會產(chǎn)生超新星爆發(fā),之后一系列連鎖反應(yīng),比如產(chǎn)生中子星、超大黑洞等等,這類超大質(zhì)量天體,依舊會產(chǎn)生新元素。

說白了,就是之所以到鐵元素核聚變停滯,那是因為恒星自己的實力不夠了,不足以撼動鐵原子核,需要更大質(zhì)量的天體才行。

就是這么簡單。當然了,現(xiàn)在還有一些對撞機等人工設(shè)備,也可實現(xiàn)重元素生成。


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