核反應可以分為兩大類: 一類是較輕的原子核聚合成較重的原子核並釋放能量,另一類則是由較重的原子核分裂成較輕的原子核並釋放能量。
這裡有個問題: 既然輕原子可以合成重原子並釋放能量,而重原子又能分裂成輕原子並釋放能量,那豈不是可以循環釋放能量,變成永動機機了?其實並不是這樣,輕原子與重原子是以元素周期表為範圍,分布在元素周期表的兩側,並不重疊的。
既然輕原子核蘊含著較高的內能,以致於融合成較重原子還可以釋放能量,而較重的原子核也具有較高的內能,以致於分裂成較輕原子也釋放能量,也就是說分布在元素周期表的兩側的原子核內能都比較大,中間的原子核內能較小,原子核的內能就像一個U性曲線,那麼就必定存在著一個最低點,在這個點上該原子核的內能最低,以致於該原子無論是聚合反應還是裂變反應,都是要消耗能量的,因此所有的核反應抵達這個原子時就無法繼續進行下去了,還真有這樣一個原子,那就是鐵原子。
當恆星中的核聚變或者核裂變的最終產物是鐵原子時,核反應就無法再持續下去,因為任何以鐵原子為材料的核反應都是耗能型的,而不是放能型的,所以恆星發展到鐵原子階段,核反應就停止了,核能量停止釋放。
但對於恆星來說,這可就是災難性的時刻,因為恆星除了原子能以外,還有一個巨大能量等待釋放,那就是引力勢能,因為恆星體積巨大,質量巨大,而使得恆星上的物質相互吸引而產生極其巨大的引力勢能,當恆星還處於正常核反應階段,它依靠核反應釋放的巨大光能在恆星內部產生極大的輻射壓力,
來對抗巨大的引力壓力,導致暫時的壓力平衡,恆星得以保持體積上的穩定,但核反應一旦停止,內部光壓消失,則引力最終取得這場持續了數十億年的壓力對抗的勝利,恆星在巨大的引力作用下,開始內爆,也就恆星外殼物質在引力作用下向內心坍塌,這個坍塌的速度極快,據計算可達每秒4萬公裡,隨著坍塌的持續,恆星中心物質密度越來越高,硬度也越來越大,當外層物質高速衝撞核心物質時,會發生巨大反彈,並產生猛烈的外爆,這就是超新星大爆炸。
宇宙就是這麼的有趣,地球上的所有生命都得感謝恆星的死亡大爆炸,正是由於超新星爆炸的極端物理條件,在這爆炸的一瞬間會製造極其巨量的重元素,也就是構成我們生命的那些元素,而且同時又被拋撒到茫茫太空中,這樣才可能供第二代、第三代恆星重新聚集,才有機會構成地球,一切生命故事才得以展開。
其實組成身體的元素,都是經過嚴酷萬倍的條件而篩選出來的。
至於恆星爆炸後剩餘的中心物質的形態,就需要根據恆星的初始質量來確定,若初始質量<3倍太陽質量時,則是中子星,否則就是黑洞。