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比鐵更重的元素到底是如何產生的?那裡是製造萬物的熔爐!

像我們的太陽這樣的恆星里,氫轉化成氦是通過一個叫核聚變的過程,但核聚變是否也是宇宙中其他原子製造的方式呢?

物理學家弗雷德-霍伊爾知具有偉大的洞察力,在於解決了最終的元素是怎樣通過核聚變產生的問題,他計算出這個過程只可能發生在不可思議的高壓與數百萬攝氏度的高溫下,而在我們的宇宙中這樣的條件只存在一個地方,那就是恆星內部。

霍伊爾的問題是在一些細節上,要解釋聚變是如何產生比氦更重的原子的過程是很複雜的。霍伊爾必須準確地解釋清楚在恆星內部狂暴的高溫中,輕的原子是如何聚變成較重的原子的。

在上世紀40年代,霍伊爾計算出我們的太陽有足夠的熱度來聚變出氧,碳和氮等原子,但是較重的原子如銅,鋅和鐵呢?他的計算表明,這些原子能在恆星的內部製造出來,但是這些恆星應該比我們的太陽溫度高得多,而他確切知道去哪裡可以找到它們。

那些處於生命盡頭,巨大膨脹的恆星,被稱為紅巨星。天文學家已經發現這些怪物遍布在宇宙中,數量多達數億。

霍伊爾闡明了它們有足夠的溫度,允許較重的原子被聚變出來,但只剩下一個問題,即使是紅巨星也沒有足夠的溫度來製造真正重的材料,像金和鈾等原子。製造那些比鐵原子更重的元素,意味著要迫使它們融合在一起變得越來越不穩定,這需要不可思議的溫度和壓力。

霍伊爾唯一的希望是,在廣闊無垠的太空中的某處存在著某些天體,它們是如此之大,如此之熱,會使我們的太陽看起來就像是個生日蠟燭。

一次偶然的機會,霍伊爾了解到一種天體的存在,超新星,它是巨大的恆星以一種難以置信的劇烈程度爆發的過程,霍伊爾靈光一閃地意識到,終於找到製造所有重元素所需的極端條件了!

超新星是一個簡直是宇宙級別的大爆發。當較大的恆星消耗盡了用來轉變成氦的氫時,它們來到了生命的盡頭,它們在自身引力的作用下崩塌,然後向外爆發。霍伊爾意識到,超新星可能是宇宙中最熱的地方,溫度高到足以聚變最重的原子,發現了製造萬物的熔爐!!!

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