我們不是現(xiàn)存的第一代相干物質(zhì)。
宇宙大爆炸中,在任何水平的豐度中都僅有三種元素被合成—約75%的氫,25%的氦氣,其余的大部分是鋰。
但是,很明顯,我們的星球是由其他物質(zhì)組成—我們有鐵、硅、氧和鉑等等。
這些來自哪里?
我們的太陽系(實際上是我們周圍可見的大部分太陽系)(很可能)是至少一顆上一代恒星的結(jié)果。
這些恒星在超新星中爆炸,合成了大量的重元素(SN 1987A產(chǎn)生了相當于我們太陽質(zhì)量十倍的鈦元素!),然后飛出宇宙虛空。
圖解:大質(zhì)量恒星發(fā)展至核心坍縮前的洋蔥狀結(jié)構(gòu)(未依照比例)。
這些超新星留下的“塵埃”—富含重元素的重鹽—在重力作用下收縮產(chǎn)生新的恒星系。
人們常說我們的太陽是一顆“第二代”恒星,但這種差異并不那么明顯。盡管如此,我們無可避免地得出這樣的結(jié)論:我們的太陽系是從前幾代恒星爆炸產(chǎn)生的塵埃中形成的,而這些恒星早已死亡。
但是有這樣一個問題。
圖解: 表示宇宙中不同能量密度組成比例的餅圖,根據(jù)與觀測最相符合的ΛCDM模型,有95%的成分都以充滿奇異性質(zhì)的暗物質(zhì)和暗能量形式存在。
超新星可以解釋許多我們觀察的元素的豐度,但是仍然有少量元素(如黃金和鉑金),我們的觀察和預(yù)測的豐度并不一致。
因此我們有兩種選擇:
一些其他的物質(zhì)使這些元素變得多余,并以與超新星類似的方式分散了這些元素。
我們的預(yù)測是錯誤的。
多虧我們的理論,看來這是我們的第一個選擇。
研究結(jié)果表明在中子星碰撞的電磁頻譜中含有豐度極高的黃金和鉑金,被引力波獨立測驗出(就其本身而言是一項里程碑式的重要發(fā)現(xiàn))。
這種黃金和鉑金被用極大的力量射出,這種力量僅略低于一顆超新星。
因此我們僅僅觀察到一顆中子星在周圍區(qū)域用黃金和鉑金為下一代恒星系形成和發(fā)展播種。
因此,推論的結(jié)果是過去宇宙中也發(fā)生過中子星碰撞。
從以往那些中子星碰撞中放射出的重元素豐富了常規(guī)超新星的塵埃,使我們今天觀察的眾多元素的豐度得以上升。
相關(guān)天文知識
金是一種化學(xué)元素,以Au為符號(來自拉丁語:aurum),原子序數(shù)為79,讓它成為自然存在的更高原子序數(shù)的化學(xué)元素之一。在它純度最高的構(gòu)造中,金是一種明亮、帶有微紅的黃色、密實、硬度低、可塑而且具有延展性的金屬。化學(xué)上,金是過渡金屬也是第11組元素。
圖解:氯氣中的化學(xué)轉(zhuǎn)移反應(yīng)合成了金晶體。純度>99.99%
它是最不易起反應(yīng)的化學(xué)元素之一,在標準條件下呈固體狀。金通常以自由元素形式出現(xiàn),比如巖石,礦脈和沖積層中的天然重金屬塊或者微量元素。它在含銀固溶體系列中出現(xiàn)(作為金銀合金),也可與銅和鈀自然合金化。在不那么常見的情況中,金出現(xiàn)在礦物質(zhì)中通常與碲(金碲)一起作為金制劑。
圖解:金的電子層(2,8,18,32,18,1)
金對大多數(shù)酸有抵抗性,盡管它確實在王水中溶解,一種含氮酸和鹽酸,會產(chǎn)生可溶性四氯月桂酸鹽陰離子。金在可溶解銀和賤金屬的氮酸中不可溶,這種特性很久以來被用來提煉黃金和確認金屬物體中含金,以及進行酸性測試。金在氰化物堿性溶液中也可溶,被用來采礦和電鍍。在水銀中金也是可溶的,產(chǎn)生汞合金,但這種反應(yīng)不是化學(xué)反應(yīng)。
圖解:在金瓜石黃金博物園區(qū)展出的220kg金磚。
作為一種相對稀有元素,黃金是一種自古以來就被用在金屬貨幣、珠寶和其他藝術(shù)品中的稀有金屬。在過去,金本位經(jīng)常被用作貨幣政策,但是金幣在二十世紀三十年代停止生產(chǎn)為流通貨幣使用,世界的金本位制也在1971年后被禁止作為法定貨幣制度使用。
圖解:受掃描電子顯微鏡觀察前的加上金涂層的昆蟲樣本。
至2015年,地面上共有186700噸黃金。世界對于新產(chǎn)黃金的消費珠寶占50%,投資占40%,剩下10%在工業(yè)中使用。黃金的高延展性、柔軟性、抗腐蝕及大多數(shù)其他化學(xué)反應(yīng)的特性,以及其導(dǎo)電性使它在各類計算機設(shè)備的抗腐蝕電連接器中被持續(xù)使用(金的主要工業(yè)用途)。金也在紅外線屏蔽、彩色眼鏡的生產(chǎn)、鍍金裝飾和牙齒修復(fù)中廣泛使用。某些金鹽仍然在醫(yī)療中被用作抗炎藥。截止2017年,世界最大的金屬生產(chǎn)商是中國,每年440噸。
參考資料
1.維基百科全書
2.天文學(xué)名詞
3. forbes- X