揭秘重元素物質的起源

文/簡浩

浩翰宇宙,生機勃勃,神奇的重元素物質締造了星系、星球與萬物,尤其是生命不可缺少的種類豐富的重元素物質,不可思議的創造了繁華人間。

科學界已認為宇宙大爆炸發生后的30分鐘,宇宙中產生的元素僅有氫、氦和極微量的鋰。比如碳、氮、氧、硅、鐵、金、鈾、磷、硫、鐵、銅、鎳、鈣、硼、鉬、鉀、鎂、水等90多種重元素從何而來?又是如何產生?一直是宇宙物理學界之謎。

因此,重元素物質起源被美國國家科學院宇宙物理學委員會選為「21世紀物理學11個未解之謎」之一。

研究認為,太陽和地球等八大行星就是由星際氣體和塵埃重元素物質「吸積」產生,重元素物質很可能就是來自兩顆中子星碰撞導致高能核聚變,否則,就沒有地球上種類豐富的重元素物質。高能核聚變迸射一團濃縮的重元素物質,包含有液態水的塵埃星雲,這團重元素物質塵埃中,氫氣約佔了99.5%,寶貴的重元素物質塵埃卻約只佔了0.5%。然而,在這0.5%的其中一小小部分,卻創造出如此完美而恰到好處的地球,地球和生命就是經過這樣高等核聚變,隨機崩射的一團塵埃中精密編排進化而來,如此眾多品種和大量的重元素物質的塵埃,在宇宙核聚變中是可遇而不可求的隨機行為,太陽系和地球在博大精深的宇宙中表現的即普通又特別罕見。人類和生命萬物都是核聚變重元素物質的產物,蘊育出能夠理解宇宙的人類文明。

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研究顯示,重離子加速器和對撞機雖是高能物理實驗的「利器」,也可能發現不了重元素物質的起源,更製造不了重元素物質。

研究表明,宇宙中的所有物質都是由核聚變過程中產生,不可能憑空而來或無中生有,宇宙大爆炸實際就是一場超能核聚變。重元素物質起源於核聚變過程中,只有通過高能核聚變,才能產生重元素物質。核聚變必需在具有聚變物質和超高溫、超高壓的條件下才能產生熱核聚變。

研究可見,茫茫宇宙中有能力產生高能核聚變的「工廠」細數起來僅僅只有五家:超新星爆炸、脈衝星爆炸、中子星爆炸、黑洞爆炸、類星體爆炸。這五「家」天體的共同特點就是自轉超快、質量超重、體積超小、密度超高、能量超大、磁場超強、引力超大。

高能核聚變中產生重元素物質的規律與機制

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1、 核聚變形成重元素物質需要由小到大、由輕到重的逐級進行核聚變。

宇宙大爆炸聚變出巨量的第一代輕元素物質氫、少量的氦和極微量的鋰,到了第二代的中子星等重元素物質天體爆炸才能聚變為少量的重元素物質,太陽系和地球萬物生命很可能就是第三代物質。

核聚變過程中產生重元素物質的規律和機制非常複雜、非常短暫、非常暴烈,構成難以想象的物理演變、化學演化。

超新星、脈衝星、中子星、黑洞、類星體在爆炸聚變中的前幾秒鐘時間內,能夠釋放出相當於幾個太陽在一生中釋放的總能量,與此同時,爆炸聚變釋放伽瑪暴、伽瑪射線、X射線暴,迸發和輻射出巨量的質子暴、中子暴,併產生較長時間的超高溫紅外暈,並伴隨巨大的爆炸聲和爆炸衝擊波,震撼整個星系,太空為之顫抖,給周圍空間的物質天體帶來「引力洗牌」,猶如「宇宙海嘯」般蕩漾。

兩顆碰撞的黑洞、中子星、類星體的質量越大,爆發的高能核聚變越猛烈,產生的伽馬射線暴越強烈,迸發形成的重元素物質越多,重元素的品種越多,紅外線餘暉殘留時間越長。重元素物質就是這樣來自兩顆中子星碰撞產生伽馬暴的核聚變過程中。

銀河系中,兩顆中子星的碰撞概率大約10萬年發生一次,每次約產生新生物質總量的1%才能聚變成重元素物質。

矮星系(宇宙中占多數)、白矮星、紅巨星、太陽和氫彈,都隸屬低能核聚變範疇,它們沒有能量再進行核聚變爆炸產生新生重元素物質了,標誌著這個星系或局部時空的天體已經演化到度過「青春期」,而沒有生機勃勃了,只有黑洞吞而噴出的「海嘯加工」、重新天體「洗牌」,才能再煥發生機。

2、聚變物質越小、越輕、越多,核聚變所產生的能量越大,由能量轉化的重元素物質就越多。

聚變物質越小、越輕、越多,核聚變產生的能量越大,由聚變能量轉化的聚變物質越多,宇宙大爆炸就是如此。核聚變重元素物質越聚越大,核聚變的能量卻越分解越小

3、核聚變重元素物質的質子數與質量都有極限。

聚變重元素物質的質子數、質量大小有一定極限,宇宙中能夠進行自然核聚變的聚變物質質量上限是氫(或氫的同位素氘、氚)。質子數目多的重元素物質的質量基本是比較重。

4、核聚物質的能量與原子中的質子個數成正比。

一個質子,一份能量,二個質子,二份能量,能量隨質子數目(即原子序數)的增加而增加。

5、核聚變重元素物質合成中,聚變得到質子數目多的重元素物質少,得到質子數目少的輕元素物質多。

重元素物質即質子數目多的物質都是由核聚變中的伽瑪暴中才能夠形成產生,而伽瑪暴是有限的,為什麼?因為宇宙環境的空間是開放的,核聚變的聚變局部溫度與壓力及其它理化環境的差異,伽瑪暴是來自核聚變中心的高溫高壓才能形成。核聚變外圍產生的輕元素物質多,核聚變內部產生的重元素物質多。

6、重元素物質原子中質子數目越少的物質,越容易簡單自然的形成核聚變,而質子數目越多的物質,越難轟擊形成核聚變。

宇宙的氫元素,能夠在自然條件下形成恆星(太陽),產生核聚變,釋放出巨大能量,而質子數目多的物質就不易自發的產生核聚變。比如,氫彈只有在原子彈核裂變釋放高溫高壓條件下才能引發核聚變。安徽省阜南縣農機局院

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