生命的元素最新章节_安雅·罗因著

星期一：宇宙的诞生

宇宙洪荒，没有时间，也没有空间。一切的开始，无论是其方式还是其缘由，都很复杂——但我们知道，这一切开始于一场爆炸。这场爆炸被我们称为“宇宙大爆炸”，它将新生宇宙中的能量抛向了四面八方。在这混乱的开场以后，年轻的宇宙开始被我们如今对所处世界了解到的自然法则所统治。

就像我屋子里的灰尘会聚集灰尘球（只要给它足够的时间而已！）那样，宇宙中的能量最终还是开始聚集起来。这些能量团，或者说是能量的粒子，就形成了我们所说的质量，也就是有形的物质，它们构成了你在宇宙中有可能接触或感知到的一切。

我的身体、我的财产，还有我们赖以生存的这颗行星——毫无疑问，我们周围的一切事物都是由原子构成的。原子由三种类型的粒子组成：质子、中子和电子。质子和中子紧密地结合在原子核内，而原子核中质子的数量决定了原子属于何种元素。如果原子核被脱除一些质子，或者是接收了新的质子，那么这个原子就会变成一种新的元素。初始状态的原子具有相同数量的质子和电子，但电子在外边缘绕行，并且可以在不同原子之间进行交换，我们称这个过程为化学反应。

质子、中子和电子在构成年轻宇宙的炽热能量与质量汤中形成。质子和中子最后结合在一起，成为氢元素、氦元素及锂元素的原子核。这些最小也最轻的元素，分别在原子核内具有一个、两个和三个质子。如今，对于构成生命体的水和有机分子来说，氢元素都是其中的重要组成部分。例如，按质量来算，人体几乎10%都由氢元素组成。这样思考的话，你可以从技术的角度说，你直接源于宇宙的诞生！

自午夜开始的16秒后，宇宙冷却，以至于电子能够与原子核结合却不会立即分开。因此，光第一次有可能在宇宙中运动而不被热电子阻挡。午夜刚过，宇宙中就有了可见光——尽管那里并没有人能看到它。

在接下来的12个小时里，宇宙中的物质继续聚集在一起。巨大的原子云团出现了，在凌晨3点的钟声敲响之前，一组又一组的云团形成了最早的星系。其中一个星系将会成为银河系——那是我们的家。如今，银河系只是宇宙中超过2000个星系之一。

夜空中的银河

到了早上6点，星系中的一些原子云已经团聚得很大，以致它们会因为自重而发生坍塌。第一批恒星便是这样产生的。在其中一颗恒星里——那是比我们今天太阳大得多的一团物质——它蕴含的氢原子会转化为你刚刚吸入的氧气。

在周围所有原子重量的挤压之下，这些氢原子因这巨大的力量而互相撞击。一开始，这会导致电子与原子核发生分离。随后，压力变得更加强烈，这又导致氢原子核融合在一起，从而形成新的氦原子核。这次聚变释放出惊人的能量，从而使原子云团升温，生成一颗明亮的恒星。如今，同样的过程仍然在我们的太阳中发生着：当你看向窗外时，肉眼所见的光线，就来自太阳内部的原子核聚变。

随着大部分氢原子核逐渐聚变为氦核，恒星内部释放出的能量也开始放缓。此时，恒星中心产生的能量已不足以承受周围物质的压力，于是它坍缩了。这就开启了恒星生命的新阶段。坍缩迫使氦原子核紧密结合，以至于它们在新的反应中又发生融合。每个氦原子含有两个质子，那么三个氦原子核就含有六个质子，六个质子融合后的原子核便成为碳的原子核。随后，碳原子核又与另一个氦原子核结合，从而形成含有八个质子的原子核，也就是氧原子核。当红细胞携带着氧原子进入你的大脑时，你就可以在其中找到氧原子核。

在恒星内部，原子核融合的过程仍在持续，质量越来越重的元素开始出现。你的身体有86%由碳、氮、氧构成，所有这些元素都在这一阶段形成。在地球上，由于压力实在太低，根本不可能组合出这些元素，因此我们可以肯定，我们身体中的这些结构组件实际上来自恒星。我们都是恒星生命——每一个人皆是如此！此外，我们血液中的铁、骨骼与DNA中的磷、我们手机中的铝，还有我们撒在食物上的盐（含有钠和氯），也都是在这一阶段产生的。

在这个长达一周的宇宙故事中，恒星的生命仅仅用了几分钟的时间，就以一场绚丽壮观的爆炸而终结，这也让它赢得了“超新星”的美名。在这场爆炸中，甚至形成了比铁都要重的元素——包括镍、铜和锌。你所住房屋中的电线，就是由来自超新星的材料制成的。

超新星

这场爆炸的残骸——也就是在爆炸中没有被射向太空中的材料——发生坍缩并形成一颗中子星。在中子星中，所有的原子核都融合成一个相当于一座大城市（直径约为15千米）的重型物质团，而且从某种意义上说，它确实是一个巨大的原子核，尽管我们并不会称之为元素。我们的银河系中大约有10亿颗中子星，但是由于它们相比于其他恒星实在太小，温度也太低，所以很难被发现。

当我思考宇宙中有多大的空间而中子星又有多小的时候，我会感觉到接下来将会发生的事情几乎具有无限可能性。尽管如此，我们知道这样的事一定发生过。在宇宙诞生最初几天里的某个时间，两颗中子星发生了碰撞。这次碰撞产生了金、银、铂、铀，还有很多其他实在太重，以至于只能在这样的极端事件中才会形成的元素。新生的元素被抛向太空，并与星系中的尘埃云和原子相混合。

中子星

这是元素如何在这七天创世的第一天中形成的过程。随着恒星的诞生与死亡、爆炸与碰撞，宇宙中的元素还在不断地被创造出来。然而，在我们的地球上，元素是相当恒定的。只有铀和其他一些重元素的不稳定原子核，有时候会通过放射性过程发生分裂，这样元素才会在我们的星球上被创造或被毁灭。即便是在实验室里，也几乎不可能重现恒星内部的过程。我们可以通过改变元素组合的方式，得到近乎无限的机会去创造材料，但是说回元素本身——我们就只能有什么用什么。