恒星核聚变只能到铁元素，那么比铁更重的元素从哪里来的？

我们的起源于138亿年前的大爆炸，宇宙诞生之后，开始逐渐冷却，然后形成了氢元素和氦元素。宇宙初期只有这两种元素，而且以氢元素为主。

但我们知道元素周期表里自然元素有多达94种，数量众多的元素到底是从哪里来的呢？首先我们需要从恒星的核聚变讲起。

恒星的质量通常都很大，拿我们的太阳来讲，它占据了整个太阳系质量的99.86%，拥有绝对的统治地位。

由于恒星质量很大，意味着超强的引力，引力会不断挤压恒星物质，让外层物质不断向核心坍缩。在这个过程中，核心温度和压力急剧上升。

比如说，太阳核心温度就能达到1500万度。但即便是如此高的温度，也并不能引发核聚变，那么太阳为什么会发生核聚变呢？

这多亏了微观世界的一种奇特效应：量子隧穿效应。这种效应可以这么通俗理解：现实世界里，想要徒手翻越一堵十米高的墙，无论如何你都做不到，那堵墙就是你的“能量势垒”。但在量子世界你就有一定概率做得到，你有一定概率瞬间穿越“能量势垒”的限制，到达墙的另一边。

也就是说，在宏观世界必须具备一定能量才能完成的事情，在量子世界即使没有那么高的能量，也有一定概率会发生，只是这个概率非常小罢了。

虽然概率很小，但太阳核心的微观粒子数量足够多，小概率事件在庞大的基数面前总是会发生的，这也是太阳核心能够发生核聚变的主要原因。

当太阳的氢燃料耗尽之后，氦会继续聚变，成为更重的元素。只要恒星质量足够大，核聚变就能一直进行，一直到铁元素，戛然而止。

为什么到铁元素就停止了呢？

简单讲，因为铁元素是最稳定的元素，它的比结合能最大，何为比结合能？通俗理解就是把原子核掰开所需要的能量。

而要掰开铁原子核所需的能量是最大的，所以铁是最稳定的。这意味着想要让铁元素继续聚变，就需要外界提供巨大能量。而恒星核聚变一般都是释放能量，到了铁元素不但不能释放能量，反而需要吸收能量才能进行下去，核聚变自然也就失去了意义，不能再进行下去了。

虽然普通的恒星核聚变不是让铁继续聚变，但理论上只要外界能提供足够多的能量，铁元素仍然可以通过吸收能量继续聚变成更重的元素，这就需要非常极端的宇宙事件才能触发铁元素聚变下去。

超新星爆发就是这种极端的宇宙事件。质量足够的恒星聚变到铁之后便停止了核聚变，没有了核聚变产生的外推力的制约，万有引力开始占据绝对上风，恒星物质开始急剧向内坍缩，不断撞击恒星中心的铁核。

撞击过程给铁带去了极大的能量，足以引发铁元素继续聚变下去，产生更重的元素。而撞击的同时也产生了超强的反作用力，这种力量无比强大，把恒星外层物质抛洒到浩瀚星际空间，成为下一代恒星和行星的原材料。

整个过程就被称为超新星爆发，爆发瞬间会产生超强能量，短短几秒钟产生的能量比太阳一生释放总能量的几十亿倍还要多。

超新星爆发之后，外层物质被抛洒到浩瀚太空，只留下致密的内核，也就是中子星或者黑洞。内核质量大约太阳质量的三倍，会形成黑洞，小于太阳质量三倍的内核会形成中子星。

中子星就是电子被压缩到原子核上，与质子结合成中子形成的致密天体。通俗来讲，中子星的内部结构与原子核很相似，密度非常高。而黑洞超出了我们的认知范围，因为黑洞本身其实就是体积无限小的奇点，所有的物质都被压缩到奇点上，无法想象奇点是什么样的存在方式。

超新星爆发并非是唯一产生重元素的方式。通过不断深入探索，科学家们还发现中子星碰撞同样能释放超强能量，引发铁元素聚变成更重的元素。

宇宙中，科学家们发现中子星通常会“结伴而行”，围绕彼此旋转，在旋转过程中可能会发生碰撞然后合并成更大的中子星甚至黑洞。

如今我们佩戴的金银首饰等各种重金属，其实都是亿万年前的超新星爆发或者中子星碰撞形成的，不得不感叹宇宙的奇迹！