银河系的黄金到底是哪儿来的
亚里士多德(Aristotle)认为,黄金是硬化的水,是太阳射线穿透地下改造而成。艾萨克·牛顿(Isaac Newton)甚至曾抄下某个哲学家“点石成金”的配方,也有人认为黄金是德国民间传说中的侏儒怪(Rumpelstiltskin)用稻草变的。银河系的黄金到底是哪儿来的?来自宇宙深空
现代天体物理学家则有他们自己的解释,即“后增薄层(late veneer)”假说。这种理论认为,大约40亿年前,地核形成并稳定后,陨石频繁撞击地球,使约占现在地球质量0.5%至1%的球粒陨石物质加入地幔中,造成地幔增生,进而形成现在地幔中铂族元素(包括黄金)。但有关“宇宙中黄金如何形成”这个更基本的问题,依然引发激烈争论。
数十年来,最令人信服的说法是超新星爆炸产生了令人垂涎的贵金属,以及元素周期表底部多种重元素。但是随着超新星计算机模型的改进,研究人员发现,这些超新星爆炸事件就像历史上的炼金术师那样,只是将黄金提炼出来,依然没有解决黄金起源的问题。或许还有其他宇宙事件需要研究,它们或许才是黄金诞生的真正来源。
过去几年间,一场相关辩论爆发了。许多天文学家认为,两颗中子星融合可能是宇宙中重元素(包括黄金)的诞生之源。其他人甚至认为,如果普通的超新星爆炸无法做到,更怪异的理论或许能够给出解释。为了解决这个争端,天体物理学家们正在到处寻找线索,从炼金术的计算机模拟到伽马射线望远镜探测深海锰壳等。争夺首先观察到“宇宙造币厂”黄金流水线的竞赛已经展开。
1957年,物理学家玛格丽特·博比奇(Margaret Burbidge)、杰弗里·博比奇(Geoffrey Burbidge)、威廉·富勒(William Fowler)以及弗雷德·霍伊尔(Fred Hoyle)提出一套理论,阐述恒星诞生和死亡促使化学元素周期表上所有元素产生的方式。这意味着,人类(至少构成我们身体的元素)曾是星尘,也包含黄金。美国麻省理工学院天文学家安娜·弗雷贝尔(Anna Frebel)说:“这个问题本身相当古老,现在更是需要破解星尘的秘密。”
银河系的黄金到底是哪儿来的?来自宇宙深空
宇宙大爆炸留下了氢、氦以及锂等元素,恒星随后将它们逐渐融合成更重的元素。但是这个过程在铁形成后停止,因为铁已经是最稳定的元素。比铁更大的核带有正电,因此很难继续融合,而且融合也不再返还你更多能量。为了让重元素变得更可靠,你可以用没有电荷的中子轰击铁核。新的中子经常促使铁核不稳定。在这种情况下,中子会衰变为质子,弹出电子和反中微子,而净增加的质子会促使新的重元素诞生。
当额外中子被以比衰变慢得多的速度投入原子核中时,这个过程被称为“慢中子俘获(slow neutron capture)”,又被称为S进程,它会产生锶、钡以及铅等轻元素。但是当中子比衰变更快的速度进入原子核中时,就是所谓的“快中子俘获(rapid neutron capture)”,也称为R进程。这个过程会加强原子核,从而形成重元素,包括铀和黄金。
为了找到R进程元素,博比奇夫妇与他们的同事认为,你需要几件东西。首先,你必须拥有相对较纯、不含杂质的中子源。其次,你需要重“种子”核(比如铁),以便俘获那些中子。最后,你需要将它们在炙热、稠密的环境中融合。你希望这一切都在大爆炸过程中发生,并将爆炸的产物散落在太空中。
谢谢楼主辛勤劳动! 再接再厉 恒星尸体
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