震撼!你身体里的每一个原子,都是恒星死亡的“遗产” 你以为地球是生命的摇篮?但真相是,我们身体里的每一个原子,都来自恒星的“死亡绽放”。 一、地球造不出的“生命基石” 你血液里的铁、骨骼里的钙、甚至手指上的金戒指,地球一个都造不出来。造一颗铁原子需要30亿摄氏度的高温,而地球核心温度仅6000℃,就算把地球压缩成一个点,温度飙升到太阳核心的1500万℃,也只能产出碳、氧这类轻元素。 二、重元素从何而来?恒星的“死亡爆炸” 宇宙大爆炸最初3分钟,只产生了氢和氦,这两种元素占了宇宙质量的98%。剩下2%的重元素,全部来自恒星的死亡。 只有质量超过太阳8倍以上的大质量恒星,才有资格制造重元素。它们一生进行着漫长的核聚变:氢→氦→碳→氧→硅→铁。当核心堆积出铁核,恒星就给自己判了死刑——铁原子核结合能最高,继续聚变不仅不释放能量,反而吸收能量。 当铁核质量超过1.4个太阳质量,引力瞬间压垮一切,核心在0.1秒内坍缩成中子星,密度飙升到每立方厘米10亿吨!外层物质以1/4光速砸向核心后反弹,形成激波,温度冲到300亿℃,这就是超新星爆炸。 这0.1秒释放的能量,相当于太阳100亿年辐射的总和。正是这恐怖的高温和中子流,把铁烧成了铜、锌、银、金等更重的元素。一次超新星爆炸,能抛洒出相当于10个地球质量的重元素。 三、你的“金戒指”,是两颗死星的“最后拥抱” 更疯狂的是金、铀这类超重元素。2017年,人类首次探测到两颗中子星相撞的引力波,那次撞击产生了相当于300个地球质量的黄金。你手上的金戒指,见证的不是一颗恒星的死亡,而是两颗死星的最后拥抱。 四、我们都是“星际二手货” 46亿年前,太阳系还是一团混沌的气体尘埃盘,其中1.5%的物质是重元素,全是前几代恒星的遗产。这些尘埃在引力下聚集,形成了地球。所以,地球从诞生起就是个“二手货”,是用恒星尸体拼装的“垃圾场”。它唯一的贡献,就是提供了合适的温度和压力,让这些原子组合成了生命。 五、你是宇宙140亿年的“终极奇迹” 你体内有7×10²⁷个原子,99%是氢、碳、氮、氧,来自不同恒星的核聚变;那1%的微量元素更是来之不易——你血液里的2克铁,是一颗恒星燃烧500万年的结晶;骨骼里的1公斤钙,见证了另一颗巨星的超新星爆发。 你不是地球人,你是宇宙140亿年演化的终极产物,是亿万颗恒星用
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物理学有个禁区,所有教科书都不敢写清楚宇宙大爆炸之前是什么?答案是没有之前,因为时间本身也是大爆炸炸出来的。那炸它的东西从哪来?这个问题让爱因斯坦沉默,让霍金困惑终生。 地球上的规矩大家都懂,想造点什么总得有原材料。可宇宙大爆炸时,催生它的原材料从哪来? 聊宇宙诞生可先从它的“葬礼”谈起。关于宇宙终结的理论,如大撕裂、大坍缩、大冻结,结局都指向宇宙毁灭:最后一颗恒星燃尽熄灭,宇宙变成漆黑虚无之地;巨型黑洞吞噬残存物质后也蒸发消散;空间持续膨胀,一切变得稀薄到无法相互作用,宇宙活动彻底停止。 但有些专家从这幅末日图景中得出不同结论:这不是结束,而是另一个宇宙的开始。有人坚信,正是这样黑暗、冰冷、空无一物的状态孕育出了大爆炸,宇宙的葬礼就是它的产房。 深入这个假设前,得先弄清最初的物质是怎么出现的。大爆炸刚发生时,原子、分子压根不存在,那时宇宙太热,稳定的东西都形成不了。第一批原子是宇宙冷却后从更简单的粒子形成的,这些粒子后来在恒星里融合成更重的元素。但东西怎么从无中诞生,这解释不了。 把时间往回拨,宇宙历史上第一批长寿的物质粒子是质子和中子,它们组成原子核。通常认为它们在大爆炸后立刻形成,但在那之前,严格意义上的物质根本不存在。好在物理学能让我们把时间线再往前追溯一点点,到稳定物质诞生之前。 在物理学里,那个极早期的时代被称为大统一时期。该理论核心是,大爆炸发生时,强力、弱力和电磁力其实是同一种力的不同表现。深入这片高度理论化的领域,会发现当时的物理世界像一锅沸腾的粒子浓汤,充斥着各种转瞬即逝的基本粒子,包括构成质子和中子的夸克。而且那时物质和反物质数量几乎完全相等,每一个物质粒子都有一个几乎一模一样的反物质镜像“双胞胎”,它们仅在一个关键特性上截然相反,相遇时会湮灭消失。 这些粒子从哪来?量子场论表明,即便时空的真空,也充满物理活动,以能量涨落的形式出现,能让粒子凭空出现又迅速消失,所以时空真空中也在上演粒子“无中生有”的戏码。 问题来了,时空本身是怎么来的?普朗克时期登场了,它表明我们的物理理论在某些地方会撞上不可逾越的高墙。这个极其短暂的时期指大爆炸之后的一瞬间,那时空间和时间本身都成了量子的一部分。要理解它,需要一套完整的量子引力理论,能把量子物理和相对论完美融合,目前最有希望的候选者是M理论和圈量子引力理论。 在这些理论框
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