自然铜

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TUhjnbcbe - 2023/10/9 17:39:00

我们身边的一切,例如日常物品、生命和无生命的物质,它们都是由原子构成的。通过化学键,简单物质的原子可以产生更复杂的物质,例如,两个氢原子和一个氧原子可以形成水,如果没有这些,那么地球上就不可能有生命。迄今为止,已知的化学元素有种,但情况并非总是如此。

最初,自然界中是没有化学元素的。新生宇宙就是一种胶子和夸克的混合物,后来它们逐渐融合成质子和中子。

待它们合并之后,这就导致了太空中出现的第一批化学元素,即:氦,氢,和可以忽略不计的锂。在此刻,宇宙冷却得如此之快,以至于不再形成新的元素。

但是,其余元素又从何而来呢?

为了丰富元素周期表的多样性,则宇宙需要空间反应堆——恒星。从比太阳小十倍的矮星到像参宿七这样的超级巨星,所有的恒星都以同样的方式开始的。

通过燃烧核中的氢,然后将其转化为氦气,同时释放出辐射能。随着时间的推移,消耗了氢燃料的小恒星会变成了红巨星,这为氦创造了有利条件。在合成的过程中,碳和氧的生成量相对较小。在这一点上,小恒星的作用已宣告结束,因为它们根本没有足够的质量来点燃碳。

但是,除了小恒星的力量之外,它还位于发光体的“肩”上,其质量是太阳的五倍或更多倍。如此一来,它们合成氧、钙、硅和其他元素,从碳到铁和镍。然而,在这个阶段,大多数大质量恒星开始出现问题。事实上,铁参与热核合成的过程中,并不是随着能量的释放而发生的,而是随着能量的吸收而发生的。恒星核心所产生的能量是唯一能阻止恒星坍塌的东西。在核心中,铁的形成会导致能量的损失,结果导致大质量恒星失去了平衡,在一秒钟的时间里被压缩,然后发生超新星爆炸,将外层和产生的化学元素一起抛向太空。但元素周期表中的铁仅排在第26位。

在热核反应中,如果形成没有比铁更重的物质,那么铜、银、金、铂和其他元素又来自哪里呢?

对于这个问题,人们有不同的看法。有一种观点认为,在超新星爆炸的过程中,原子核高速散射时与中子发生碰撞,并“过度生长”。部分中子转化为质子,原子核的原子序数增加,从而产生一个新的较重元素。这就是所谓的R-过程或快速中子俘获。人们认为,可以用这种方式来形成钚元素。

另一种观点认为,当中子星合并,然后释放出能量和物质进入太空时,R-过程就会被触发。这些恒星中含有大量的中子,因此,它们与原子核相互作用,使原子核富集,并合成新元素。但在这两种情况下,很可能发生重元素的形成。

因此,你周围的一切,都是星星生命的产物。你呼吸的空气,你喝的水,你手指上的金戒指,以及你身体细胞中的碳,都是数十亿年前在恒星内部产生的。

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