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天体物理学家霍伊尔发展了爱丁顿的思想，他首先认识到氦元素还能发生进一步的聚变反应，生成碳元素、氧元素；碳和氧等又可再进一步聚变，生成更重的元素，例如铁、硅等。这不仅解释了恒星发展各个阶段的产能机制，例如白矮星、中子星的形成，以及超新星爆发过程，而且解释了宇宙中重元素的来源。
大家知道，宇宙初期只存在氢和氦两种元素，但今天的宇宙中存在各种重元素（铁、硅等），这些重元素从哪里来？天体物理学家原本不清楚，霍伊尔的工作解开了这一秘密。不过最初的研究是令人沮丧的。
人们发现，两个氦核聚合的生成物（4个质子与4个中子），或者一个氦核与一个氢核聚合的生成物（3个质子与2个中子）均不稳定，这样的聚变反应不可能发生。3个氦核聚合在一起生成的碳（6个质子与6个中子）倒是稳定的，但3个核同时碰在一起的概率很低，这样的反应似乎更难发生。这一严重困难被霍伊尔解决了。
霍伊尔猜测，碳核可能存在一种激发态，其能量恰好与3个氦核加起来的总能量相等，这时在3个氦核与激发态碳核之间会发生一种“共振反应”，使聚合概率大大提高。生成的激发态碳核又会很快跃迁到基态，形成稳定的碳核。这样氦聚合成碳元素的聚变反应就得以进行了。
一些核物理学家最初不相信霍伊尔的猜测，但他们查找后真的发现存在这种碳的激发态，确认了“共振反应”的存在。大家终于明白了，通过“共振反应”，氦可以进一步聚合生成碳，释放出大量核能。而且碳还可以与氦再进一步聚合成氧。
研究表明，氧还可以再进一步与氦聚合……这样一步步聚合下去，生成各种重元素。各种重元素与氦或氢进一步聚合，生成更重的元素。各级聚变反应就像一架天梯，每种元素的核与一个氦核或一个氢核聚合，就迈上一个梯级，聚合成更重元素的核。
不过，这架天梯的最下面两级却是残缺的，即两个氦核的聚变不会发生，氦核与氢核的聚变反应也不会发生，天梯中原子量为8或5的梯级都不存在。不过，再往上，天梯就比较完美了，聚变反应可以步步升级，生成的重元素的种类也越来越多。
我们看到，爱丁顿与霍伊尔对天体物理学的贡献是巨大的。不过，伟人也会犯错误，后面我们会看到爱丁顿与霍伊尔的失误。