黃金是怎麼形成的?宇宙中有全是黃金的星球嗎?
在宇宙中,存在着各種各樣的天體和宇宙結構,可以説是無奇不有,各種奇葩天體,比如:黑洞,中子星,白矮星。即便是常見的星系,恆星,行星,各自之間都有很大的差異。就拿恆星舉個例子,我們都知道太陽是恆星,但同樣是恆星,最小的恆星可能只有太陽質量的7%~8%,而目前發現的最大恆星是R136a1恆星,質量達到了太陽質量的256-265倍。
體積最大的恆星則是盾牌座UY,半徑達到了太陽半徑的2000倍,體積達到了太陽體積來的8*10^9倍,如果把它放到太陽系中太陽的位置,它的邊界可以達到土星軌道附近。
那麼,在這樣一個無奇不有的宇宙當中,存不存在一個全部都是有黃金構成的天體呢?
黃金是咋來的?
要了解這個問題,我們首先就要搞清楚黃金是咋來的?
黃金主要是由金元素構成的,金元素的原子序數是79,屬於是順位很高的元素了。
而按照目前的理論、實驗和觀測結果來看,宇宙中的各種元素都是有對應的起源地。
首先,我們來説氫和氦,它們是元素週期表中最靠前的兩個元素,它們形成於宇宙的早期,在宇宙大爆炸之後沒多久就逐漸形成了。因此,宇宙中氫和氦的佔比達到了99%上。那麼問題來了,其他的元素是如何形成的呢?
在宇宙中,恆星堪稱:元素的煉丹爐。
恆星之所以可以發光發熱,主要是依靠恆星內核的核聚變反應。核聚變還有一個叫法是:核融合。簡單粗暴地理解就是,原子核合併融合成一個更大的原子核的過程,在這個過程中,質子數增加,原子序數就會變大,也就是形成了原子序數更大的元素。
一般來説,恆星首先是氫原子核的核聚變反應,生成氦原子核。
只要恆星的質量足夠大,它也可以在用完氫原子核後,繼續進行氦原子核的核聚變反應,生成碳原子核和氧原子核。
而只要恆星的質量足夠大,碳原子核和氧原子核還會繼續發生反應,生成原子序數更大的原子核。這是不是意味着,只要恆星的質量足夠大,就可以一直持續下去,把整個元素週期標的元素都造出來呢?
答案顯然不是這樣的。恆星的反應可以一直持續到生成鐵原子核,而要繼續促發鐵原子核的核聚變反應就非常難,這需要恆星的質量足夠大。
當它促發鐵原子核發生核聚變反應時,會同時產生超新星爆炸。超新星爆炸的亮度堪比一個星系,同時還會產生原子序數比鐵原子大的元素。
而鐵的原子序數是26,那是不是意味着原子序數高於26的元素都是超新星爆炸產生的?
答案也顯然不是。超新星爆炸可以產生一部分高於鐵元素原子序數大的元素。但是科學家發現,這並不能解釋為什麼宇宙中會有這麼多比鐵元素原子序數更大的元素。因此,肯定還有沒被我們發現的方式。而這個方式叫做:中子星合併。
恆星在超新星爆炸之後,會有兩個歸宿,一個是變成一顆中子星,一個是變成一顆黑洞,這取決於恆星內核的質量。
中子星是極其緻密的天體,一勺子中子星物質的質量就可以達到上億噸的水平。如果兩個中子星在宇宙中相遇,它們會在引力的作用下逐漸相互靠近,並最終合併到一起。在合併的過程中,會產生強烈的引力波。地球上的引力波探測器LIGO就曾經探測到過中子星合併的引力波。
中子星合併的過程中,就會產生金元素、銀元素等原子序數較大的元素。絕大多數的金元素都來自於中子星的合併。
為什麼不存在純金的天體?
可以説,創造金元素的過程是十分曲折的,中子星在宇宙中本來就不多見,更不要説中子星合併了。所以,金元素在宇宙的含量特別少。可能有人要説,即便是含量少,但是宇宙足夠大,同樣是有概率可以存在純金的天體。
如果這樣想就錯了。原因也很簡單,宇宙的各種製造元素的過程幾乎是不存在單一的核反應過程。舉個例子,大質量恆星,它可以不同層發生不同的核聚變反應,同時生成不同的元素。即便是在同一層,也是同時存在着反應物和生成物兩種元素。
而中子星在合併的過程當中,也不會單純的產生某一種元素,而是同時產生多種原子序數高於鐵元素的元素。因此,任何一個天體不可能只存在一種元素。即便是像氫元素這麼普遍的元素,宇宙中也不存在純粹是氫元素構成的天體,比如:太陽和木星,幾乎是氫和氦構成的,但同時含有許多其他的元素。
純粹是氫元素構成的天體都不存在,那就更不要説純粹是金元素構成的天體。因此,宇宙中是不可能存在着純金的星球。但宇宙中並不缺少富含金元素的天體,尤其是一些小行星和隕石上,甚至地球上的金元素也不少。