今日必看|地球本身不能进行核聚变,那么如斯丰硕的元素是从何而来的?( 二 )
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后来 , 在引力扰动的影响下 , 这些星云物质开始发生会萃 , 无数星云团开始形成 , 在这些星云团中又逐步形成了诸多物质分布更加密集的区域 , 并逐渐向其中的中心点发生坍缩 , 使得中央区域的质量不断增大 , 同时在被吸聚星云气体不断碰撞和引力势能转化的前提下 , 使得中央区域的温度不断晋升 , 最后在量子隧穿作用下 , 温度达到1000万摄氏度以后 , 氢原子中的质子就会突破原子间的库仑力进入其它氢原子中 , 从而引发质子与质子的链式核聚变反应 , 宇宙中最原始的一批恒星就此登上了历史舞台 。
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而这些恒星所吸聚原始星云的数目 , 决定了恒星的原始“尺寸” , 这个质量的大小 , 决定了恒星内部核聚变所依靠的温度和压力环境 。 当恒星质量较小时 , 通过质子与质子的链式核聚变反应所天生的氦 , 没有足够的环境来支撑后续氦的核聚变反应 , 最后当氢消耗完毕之后就会形成红矮星 。 而当恒星质量较大 , 因核聚变而产生的氦 , 可以在更高的温度之下完成接下来的核聚变 , 从而产生碳 , 并且跟着质量的继承增大 , 依次将会在核聚变后形成氧、氖、镁、硅、磷、硫、铁这些元素 , 从而形成恒星从外到内原子序数逐渐增大的层级结构 。
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对于恒星内部的核聚变来说 , 能够维持其不乱的关键因素就在于温度要足够高 , 也就是说核聚变所开释的能量要大于反应所需要的能量输入 。 而铁作为比结合能最高的元素 , 它要发生核聚变 , 所需要输入的能量要大于开释的能量 , 因此一旦恒星内部核聚变产生了铁元素 , 那么就意味着恒星的生命快走到了尽头 。 那么 , 宇宙中比铁元素原子序数要大的元素是怎么来的呢?这得归功于超新星爆发了 。
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当大质量恒星完成主序期使命之后 , 内部核聚变的减弱 , 使得向外的辐射压降低 , 从而恒星外部物质的重力作用将占据上峰 , 将会泛起急速地向内坍缩现象 , 恒星内部电子简并气体的电子将会被原子核所捕捉 , 使得间并压进一步降低 , 坍缩现象会变得越来越剧烈 。 在此过程中 , 因电子俘获反应所开释的能量 , 将在恒星内部激发重启核聚变 , 使恒星产生不可控的核聚变 , 于是在坍缩作用的加持下 , 会产生剧烈的激波向外反弹 , 从而将除恒星内核以外大部分的组成物质从恒星中剥离出去 , 引发超新星爆发 , 有时爆发的能量十分巨大 , 甚至可以将恒星的核心也炸毁 。 因为超新星爆发的能量极高 , 温度可以达到上千亿摄氏度 , 在这种高温下 , 所开释的大量高能中子 , 将会与之前恒星核聚变形成的铁及以下元素进行结合 , 形成其它更多的重金属元素 , 从而飘散在宇宙空间中 。 假如剩余的恒星核心部门没有被炸毁的话 , 则继承发生着物质坍缩 , 根据剩余核心的质量不同 , 将会演化为中子星或者黑洞 。
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因此 , 太阳系所在区域的前身 , 应该是由上一任大质量恒星在完成超新星爆发之后所形成的星云物质所组成 。 在漫长的引力扰动作用之下 , 重复着恒星的诞生历程 , 太阳吸聚了这片星云绝大部分的氢氦等物质 , 剩余的物质则继承在间隔太阳较远的轨道处会萃 , 逐渐演化成了固态行星和气态行星 。 我们地球上所看到的这些常见元素 , 实际上都见证着奇点大爆炸之后宇宙无比漫长的发展演化历史 。
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