黃金和鐵都在超新星爆發中形成，為什麼鐵那麼多，黃金那麼少？

最近地球上最不靠譜先生和中東大國扛上了，導致黃金和石油價格飆升，當然對於期貨炒家來說無論漲跌都能賺到，關鍵在於誰能洞察先機！不過無論咋個漲跌，肯定不會有人認為鐵比黃金珍貴，畢竟物以稀為貴嘛，但問題是黃金和鐵都是金屬，為什麼黃金就比鐵珍貴了呢？會有可能會出現黃金比鐵多的可能嘛？

黃金是怎麼來的？

其實這得從元素說起，因為黃金並不能憑空產生，它需要有一個過程，而最後還必須來一個涅磐重生的的經歷，下面簡單來說說黃金是怎麼來的！

• 元素之間區分的標準是什麼？

在了解黃金來歷之前，我們先來區分下什麼才是元素區分的標準！道爾頓曾經認為原子是物質不可分割的最小單位，但後來湯姆遜發現了電子，因此提出了原子的葡萄乾布丁模型！1909年盧瑟福在驗證湯姆遜的原子模型時卻發現α粒子大都穿過了金箔，只有極少數α粒子被反射回來，還有部分偏離，因此發現了巨大的原子內部有一個小小的原子核存在！因此提出了盧瑟福的原子模型。

到了1917年盧瑟福做實驗時候發現用α粒子撞擊氮原子核能崩出氫原子核，因此盧瑟福認為氫原子核是氮原子核的基礎材料，得以發現質子的存在！質子發現後，因為原子量和原子序號的差異，盧瑟福猜測有一種中性粒子存在，1932年盧瑟福的學生查德威克發現了中子！

這元素周期表不錯，還有各層電子數

元素的三大組成：質子、中子和電子都已經齊備了，質子數決定了原子序號，質子和中子則決定了原子量，而電子則能在很大程度上決定它的化學屬性，因此我們就知道了各種元素不過是這些原料搭積木一樣構成了不同的元素，從元素周期表上就可以看出各種元素的差異！

• 這個積木是如何搭建起來的？

將質子中子湊一起不就可以了麼？其實這很難，因為宇宙大爆炸誕生豐度最高的是氫元素，因此物質大都是從氫元素開始演化的，但氫元素中最多的元素比如氕和氕一起聚變時卻不是變成氦，而是氘，因為一個質子會轉換成中子，而這個過程卻要吸收能量，因此當愛丁頓提出太陽上最初核聚變的這個方案後，卻遭遇了太陽溫度不足的問題，後來伽莫夫推導出了能夠庫侖障壁的量子力學公式時，太陽的發光才明證言順。

質子-質子鏈反應

然後物質的誕生就進入了快車道，因為條件都具備了，高溫和高壓讓質子之間突破了庫倫斥力達到了強作用力的範圍，與質子結合，或者與中子與質子的組合結合，形成了更重的元素！以下就是元素誕生的大致順序，當然並非這麼簡單，但大致上是朝著這個方向前進的！

氦-4 → 鈹-8 → 碳-12 → 氧-16 → 氖-20 → 鎂-24 → 矽–28 → 硫–32 → 氬–36 → 鈣–40 → 鈦–44 → 鉻–48 → 鐵–52 → 鎳–56

質子聚變的終點是鐵，當然上文說是鎳，但鎳56會衰變會鐵52，因此說鐵是最終聚變元素並沒有錯。

• 慢中子捕獲（S過程）

元素從序號一級級往上爬，也不只是質子聚變這一條路，它還可以通過中子捕獲完成，中子被原子核捕獲多了後非常不穩定，其中會有中子衰變，釋放出一個反中微子和電子後變為質子，元素序號+1，變成更重的元素，當然這會在紅巨星內部發生，而且這個過程一直會持續發生，不過這個效率卻非常慢，但好在是大部分低質量的紅巨星階段也夠久，因此它貢獻的比鐵重的元素約佔整個恆星生涯中重元素的一半！

中子捕獲過程

• 快中子捕獲（R過程）

其實快中子捕獲過程和慢中子一樣，唯一的不同它只發生在超新星爆發的超強中子流中，而且它需要鐵核作為基底元素，這個過程不過數秒，但產生了另一半重元素！

快中子捕獲生成黃金

鐵以後的元素都是這種中子捕獲的方式誕生的，所謂的不同就是超新星爆發過程中時間並不足以誕生足夠多的重元素，比如鈾元素比例就極低，當然黃金這類重元素的比例也極低！但仍然會有，因為R過程快速捕獲中子再衰變過程是不可預測的，只要時間足夠，它可以生成任何穩定元素，只要有足夠的中子和足夠的時間，但越重的元素顯然需要的時間會更久，可惜超新星時間顯然不不太夠！

超新星和中子星合併生成黃金

還有另一種生成黃金的途徑，那就是中子星合併時的快中子捕獲過程，顯然中子星合併時會有強大的潮汐引力出現，導致這兩顆中子星會形成一個長長的尾巴，而且碰撞過程中也會噴射大量的中子星物質，這些瀰漫的中子星物質是不穩定的，超重中子質子組成的重核（兩者比例10：1）的中子會衰變，至於衰變成什么元素只有鬼知道，湊巧那一堆組合衰變到哪個穩定了那就是哪個！不過金和鉑元素的比例要比超新星高出N個數量級！

假如超新星能形成月球大小的黃金的話，那麼中子星合併能形成木星一樣大的黃金！

黃金的優良性能

金的首飾價值就不說了哈，這個大家都知道！黃金的化學性能和導電性能十分優良，所以穩定性要求極高的場合，黃金是少不了的，比如現代IT產業中的CPU和IC中的黃金含量可是不少的，還有各種接插件的鍍金層，比如你家裡用的水晶頭和RJ45模塊，除非是假冒貨，必定有鍍金層，假如沒有黃金，估計現代IT設備的性能要下降多少個數量級！

黃金的化學穩定性穩定，因此它很難在各種酸性溶液中被溶解，除了王水！這是它作為首飾一個重要原因，另一個大家也知道，黃金這種稀有金屬曾經成了為美元背書的金本位，當然布雷頓森體系崩潰後美元不再和黃金掛鈎，所以現在的美元印瘋了也沒人管，只要美國政府以停擺為威脅，讓美聯儲超發即可！但買單的卻是全世界人民哈，各位你們都為美國做貢獻了，美國人民感謝你！

當然鐵也很重要，全世界能沒有黃金，但真不能沒鐵，沒有黃金，我們的IT產業完了，首飾產業完了，電氣化產業影響一大半.......但沒了鐵，估計大家出行要靠馬車了，住房子得木結構啦，跨洋過海要靠帆船啦.......

但很明顯，我們不會在家裡儲備鐵，更不會在脖子上掛上鐵鏈，因為它不是拿來裝飾的！

黃金有可能比鐵多嗎？

恆星內核最終形成的元素是鐵，因此宇宙中元素是鐵含量最高？但其實並不是，因為有幾個原因，其一是紅矮星和黃矮星無法演變到到鐵元素，其二是是能演變到鐵元素的恆星只有內核是鐵元素，而且內核只佔整顆恆星一部分，而洋蔥結構的恆星，各個部分佔比遠比內核的鐵核要大！

恆星內核結構示意圖

所以現代宇宙發展上預言的理論元素最終是鐵（重元素會衰變），在現代宇宙發展階段鐵元素僅僅排名第六名而已，當然黃金就不知道排到第幾名去了！那麼為什麼又說中子星合併能產生木星大的黃金麼？

鐵元素排第六名

但很可惜中子星合併的機會是很少的，儘管LIGO和VIRGO發現的引力波中中子星合併比例挺高，但事實上超新星發現的頻率則更高，所以總的來說，中子星合併還是因為機會太少，所以地球上黃金才那麼稀有！

地殼中元素的豐度

地殼中元素比例中看起來像黃金與鉑金這些元素也不少，但請注意左邊的坐標是指數級下降的，所以黃金在地殼中的含量大約只有6×10^－4 ppm，而鐵則是0.11%，兩者不知道差了多少個數量級！但即使如此黃金也有60萬億噸，但很可惜在根本無法開採的地球深處，比如前蘇聯科拉深鑽孔在10千米的位置就發現了黃金含量很高的地層，但人類極限開採的南非姆波尼格金礦也不過4000米左右，所以對於這樣的寶藏，只能垂涎三尺！

• 黃金永遠都不可能比鐵多，但鑽石可能會超級多！

黃金的形成都是在超新星爆發和中子星合併這種天文級別的能量釋放事件中發生的，所以它的初始狀態始終都是彌散而且和其他元素混雜的，因此宇宙中可能存在黃金星，但有可能存在黃金比例比較高的星星，比如中子星爆炸後的塵埃雲坍縮的天體，如果可能的話，這些天體重元素比例極高，貴金屬比例就爽的不要不要了！

而鑽石星則是有成因的，因為一些質量比較小的恆星，比如太陽它未來的最終的歸屬是碳氧白矮星，因為氧燃燒需要更高的溫度，因此到碳氧內核後再無法繼續燃燒，強大引力壓縮下會坍縮成電子簡併力支撐的碳氧白矮星，因此在這種白矮星上碳的比例是極高的，有人將其稱為鑽石星，但這中簡併力支撐的碳單質並不能形成鑽石，也許要讓大家失望了，那麼就叫碳星吧，可惜大家只對鑽石感興趣，誰喜歡黑不溜秋的碳呢！

巨蟹座55e

據說真正的鑽石星是巨蟹座55e，這顆圍繞著類日恆星巨蟹座55A的系外行星大小和海王星差不多，它可能是迄今為止發現的最大固態行星，早先天文學家認為可能是一顆海洋星，但經過反覆觀測後認為可能是一顆含碳量極高的行星，因此天文學家猜測其內部肯定形成了大量的鑽石，因為這個壓力足夠高！

不過各位不必狂喜，一來巨蟹座55e很遠，大約超過40光年，二來人類已經可以工業化生產鑽石，所以現在去買鑽石來保值的朋友可得掂量掂量，當然土豪不在此列！