宇宙是如何诞生生命的？

我们的身体由 70 多种元素组成——从 DNA 中的碳到结合它的氢；我们呼吸到血液中的铁的氧气；从我们骨骼中的钙到胃中存在的盐酸——所有生命形式都是由我们星球上存在的几种元素造成的。有没有想过让生命成为可能的所有这些元素来自哪里？

早期宇宙

当大爆炸发生在大约 138 亿年前时，周围并没有什么花哨的东西。没有原子，没有元素，没有恒星，没有行星或星系。没有什么可看的，因为连光都看不到。宇宙对自己是盲目的。

宇宙在其早期阶段非常炎热和密集。随着宇宙膨胀和冷却，条件变得有些有利，它产生了物质的组成部分；夸克和电子。几毫秒后，这些夸克聚集在一起，产生了质子和中子；原子核的组成部分。

尽管第一批原子在大爆炸后立即开始形成，但被困在原子核（质子和中子）轨道周围的电子会因为强烈的辐射而从轨道上被撞出并与原子核分离。当时在场。

大约需要 380,000 年的时间，条件才变得足以使电子被困在原子核的轨道上。形成第一个原子。电子最终可以与原子核重新结合并产生稳定的原子。一个质子和一个电子的组合产生氢，两个质子、两个中子，两个电子的组合产生氦。氢和氦在当时很丰富——迄今为止，它们仍然是宇宙中发现的最丰富的元素。

当时，氢占可用元素的近 73%，其余 25% 是氦，还有少量铅和其他较轻的元素，如铍和硼。随着宇宙膨胀和冷却，最终由于重力，氢原子相互吸引并形成称为星云的密集氢气云。由于重力，这些气体云变得更加密集，随着时间的流逝，导致了恒星的形成。在大爆炸 4 亿年后，第一批恒星终于出现了。随着第一批恒星的形成，一切都将发生变化——氢和氦将不再如此孤立。

恒星的“生与死”

大质量恒星在数千万度的温度下，以其破碎的重力和压力，开始在称为核聚变的过程中融合其核心中的氢原子。

在一般情况下，原子不会融合，因为带正电的原子核（质子）的排斥静电力不允许它们融合。就像你不能让两个磁铁的北极和北极或南极和南极粘在一起一样。为了克服这种排斥力并使原子融合，我们需要以极高的速度移动原子，以便克服静电排斥力。但是，我们如何让原子以如此高的速度运动呢？答案是温度。就像当你加热水时，其中的分子开始快速运动和振动并使水沸腾——当你加热恒星核心中的氢原子时，它们开始以非常高的速度运动，温度高达数千万度核心有。

作为保持恒星燃烧的燃料，氢聚变在核心产生氦气，释放出大量的辐射能量。由此产生的核聚变辐射会推动恒星周围的物质，这些物质由于引力而落入核心。恒星引力与核心核辐射压力之间的这种平衡使恒星处于稳定状态。

元素的创建；你所看到的一切的基础元素

随着聚变过程的继续，氦开始在核心积聚。如果恒星的质量和核心温度仍然更高，核聚变过程将继续。氦进一步融合成碳，碳融合成氧，氧融合成氖，氖融合成镁，镁融合成硅，硅融合成铁。恒星将这些融合元素保持在洋葱状层中。

链条最终随着铁的产生而停止。你可能会想为什么要停在这里？铁可以不熔化以产生更多的辐射能量吗？是的，铁可以熔化，但这样做不会产生净能量。也就是说，铁原子的聚变过程需要的能量比它产生的能量多。因此，铁不能用作保持恒星燃烧的燃料。

当铁在核心处积聚时，由于能量产生的净损失，恒星的核心温度会下降。由于恒星的引力，这种能量产生的突然停止导致核心坍塌，恒星的外层落到核心上。

在几分之一秒内，围绕核心的外层很快就落到了铁核上，以至于它们以接近光速的速度反弹，这种反弹导致了超新星爆炸；结束恒星的生命。

但这位恒星的人生故事还没有结束。这颗恒星的生命有一个目的——一个目的是让生命本身诞生。在其生命周期结束时，在核聚变和超新星爆炸期间产生的所有元素都被释放到宇宙中。然后这些元素被宇宙回收以创造下一代恒星和行星——宇宙不会浪费任何东西。

还有其他元素吗？

我们的宇宙包含一百多种元素。新的还在被发现。您可能想知道所有其他比铁重的元素是从哪里来的？嗯，铁以外的元素的产生发生在一个称为中子捕获的过程中。顾名思义，在这个过程中，原子基本上捕获/融合了中子。每次中子俘获都会产生同位素。同位素是质子数相同但中子数不同的元素。这些同位素中有些是稳定的，有些是不稳定的，不稳定的同位素会衰变产生新元素。中子可以与原子核融合，因为它们是电中性的，不像质子那样被排斥。有些同位素是在超新星爆炸之前产生的，有些是在超新星爆炸期间产生的。

所有这些自由中子是从哪里来的？恒星核心产生的伽马射线以其强大的能量将质子和中子与原子核分离。

数十亿年后，在广阔的宇宙中，在星系中的某个地方，在恒星系统中，在行星上——大约 35 亿年前，有一段时间会发生一些不寻常的事情——一些元素和分子聚集并开始以最奇怪的方式起作用有一天，我们第一次在充满水的海洋中诞生。

在数十亿年的时间里，生命逐渐进化并创造了许多生命形式和物种，它也在这个过程中创造了我们。终于，宇宙有了一双可以看到自己的眼睛。

我们是一颗星星的遗骸。我们也是一粒星尘。

我们的祖先曾经崇拜太阳——一颗星星。或许他们并没有错。

有时，当我看着满是星星的奇妙夜空时，我有时会想——如果我们是由同样的东西组成的——我们之间难道不能像他们一样有共识吗？