人類社會中最重要的鐵元素,對於恆星來說,竟然是「毒藥」

2020-08-11 鉉晨

在人類社會的發展過程中,除了「物競天擇」的自然規律之外,還有大自然所賦予我們的各類資源,與人類的文明發展息息相關。我們都都知道,在一萬年前,人類開始進入到原始的農耕社會,徹底讓早期人類和「原始人」劃分出了界限。而在大約6000年之前,人類社會中最早的青銅器出現了,這也是人類進化過程中,人類第一種進行工具加工等用途的金屬產品,此後,人類文明就迎來了飛速發展。

不過說起來,雖然青銅器對於我們現代人來說,它們都是最古老的文明產物之一,而且各個都是無價之寶,不過在當時,雖然青銅器對於遠古人類來說,無論是生活還是生產等方面,都有著不小的幫助,可是,因為青銅這種金屬本身存在著很多的缺陷,所以,它實際上弊端也很多,因此,勤勞的古人類一直都在尋找著另一種可以代替青銅的金屬。

於是,在大約4500年之前,「鐵」走進了人類的視線之中,鐵器代替了青銅器,成為了人們最喜歡的工具,後來,無論是製作兵器,還是製作生活上上的器皿等等,伴隨著人類在冶鐵技術方面的發展,鐵徹底代替了青銅,開始了與人類漫長的糾葛。

一直到今天,在我們的生活中已經看不到青銅的身影,可是卻可以隨處可見「鐵」製品,而且伴隨著現代冶金工藝的發展,各類鐵合金製品也層出不窮,可以說,是鐵的出現,讓人類的文明進程更加的快速,如果說在4000多年前,古人類並沒有發現「鐵」元素,那麼,可能現在仍然是非常原始的農耕社會,或者是原始部落,人類如今的這些科研成就,或許也都不會發生。

我們都知道,在宇宙誕生的早期,其實一開始都是沒有各類金屬元素的,當時宇宙中的元素非常的單一,只有氫元素、氦元素等,

是第一代恆星的出現,通過內部的核聚變反應,才向宇宙中拋射大量的各類元素,鐵元素也應運而生。舉個例子來說,地球的內核就是一個巨大的金屬球,而且主要的構成元素就是「鐵」。

不過,雖然鐵元素對於人類來說如此的重要,可是對於恆星來說,鐵元素卻猶如「砒霜毒藥」,因為鐵元素會引爆恆星,讓宇宙中出現超新星爆炸。這是因為恆星在漫長的演化過程中,所有元素的產生和拋出都是有固定順序的,而鐵元素一般只有在恆星的生命尾聲才會形成,當恆星變成紅巨星之後,內部的氦元素就會一直燃燒,一直到變成鐵元素為止。這個時候,鐵元素就會通過一系列反應,引發超新星爆炸,此後恆星的生命就會徹底的終結,未來太陽也會走上這條路,只不過在那之前,地球就已經不適合人類生存了,所以人類並不會因為太陽被鐵元素引爆而發生災難。

相關焦點

  • 為什麼第26號鐵元素會引爆恆星?地球上那麼多鐵會很危險嗎?
    鐵對人類有多重要?鐵應該是與人類歷史糾葛最深的元素了,從公元前4000年進入青銅時代開始,青銅這種易於冶煉和加工的金屬為人類社會發展提供了極大的助力,但青銅硬度很高卻也脆性太大,缺點顯而易見!到公元前2500年時,鐵器開始出現,此後技術的提升使得冶鐵技術的提高,鐵器開始替代青銅製造的農具和兵器,青銅開始退居酒器與祭器!
  • 為什麼第26號鐵元素會引爆超新星?地球上那麼多鐵會不會很危險?
    鐵對人類有多重要? 鐵應該是與人類歷史糾葛最深的元素了,從公元前4000年進入青銅時代開始,青銅這種易於冶煉和加工的金屬為人類社會發展提供了極大的助力,但青銅硬度很高卻也脆性太大,缺點顯而易見!
  • 恆星核聚變到鐵就停止了,比鐵更重的元素是如何形成的?
    而元素的形成和宇宙的演化以及恆星的演化等是分不開的,其中在我們已知的宇宙中,氫元素的含量是非常高的,在元素周期表中也是排在第一位的。所以這次我們要來討論一下元素周期表上元素來源,尤其是鐵之後的重元素。 在2016年,科學家們就用人工元素鉲(californium)去撞擊鈣,從而製造出了一個原子核中含有118個質子的新原子。這種元素僅僅存在了1毫秒,但卻是人類製造的最重的元素。
  • 鐵元素是坍縮恆星中產生的最後一種元素,為什麼?
    因為鐵並不是坍縮恆星產生的最後一種元素,而鎳才是。因此在這方面,鎳才是特殊的元素,而不是鐵。鐵的特殊之處在於鐵,特別是鐵-56,在所有可能的元素中,每核子的結合能最高。隨著恆星年齡的增長,這些元素會融合成更重的元素等等,直到它們產生鐵和鎳(如果恆星足夠大的話)。當輕元素熔合成更重的元素時,恆星會經歷一系列可預測的聚變反應,這些元素在恆星核心聚集,直到達到足以融合成更重元素的密度,以此類推,直至鐵或恆星質量所能支持的任何輕元素。這是所有這些元素產生的主要方法,也是宇宙中最常見的元素包括氦、氧、氮和碳的原因,這些元素都是恆星聚變的早期副產品。
  • 為什麼鐵元素會殺死恆星?
    氫核聚變是所有恆星的第一階段,我們的太陽目前正處於這樣的階段。當恆星核心中的氫元素耗盡之後,積累在核心的氦元素會通過3氦過程,互相碰撞形成碳元素。接下來,碳又會與氦結合成氧,氧還會進一步與氦結合成氖。對於宇宙中的大部分恆星,也包括太陽在內,核聚變只會進行到這一程度,之後將會膨脹為紅巨星,最終核心坍縮為緻密的白矮星。
  • 恆星核聚變的終點是鐵元素,但是我們太陽的聚變過程到達不了鐵!
    鐵原子擁有最穩定的原子核,是核聚變與核裂變的「終點」,大質量恆星內部的核聚變到鐵就停止了,最後在恆星中心形成一個不穩定的鐵核,但是中小質量恆星由於溫度太低,聚變過程根本到達不了鐵元素。我們宇宙元素豐度最高的是氫元素和氦元素,分別是73.9%和24.0%,兩者一共佔了宇宙所有元素的97.9%,在萬有引力的作用下,宇宙中大量的氫元素和氦元素聚集,最後塌縮為一顆恆星。
  • 恆星核聚變到鐵元素就停止了,那鐵之後的重元素是如何形成的?
    此時,宇宙中主要的基本原子是氫原子和氦原子,氫元素和氦元素是元素周期表上最靠前的兩個元素。從氫元素一直到鐵元素,實際上都是從恆星的核聚變反應中來的,那麼問題來了,比鐵元素原子序數更大的元素是咋來的呢?恆星:元素煉丹爐要了解這個問題,我們首先還是要從「恆星如何製造元素」入手。
  • 恆星聚變只能到鐵元素,那麼黃金這些貴金屬元素來自哪裡?
    關於元素的來歷,教科書上告訴我們宇宙大爆炸產生了氫、氦和微量鋰元素,恆星核聚變將誕生從氦到鐵之間的大部分元素,鐵以後的元素是怎麼來的?一般只會交代一句是從超新星爆發中誕生的,但問題是它們怎麼就從超新星中誕生了呢?
  • 我們身體中的元素從何而來?這都蘊含在宇宙最古老的恆星裡
    而我們現在能夠直接觀測到的最古老的恆星,其實是它們的直系後代,這些恆星還來不及攢多少金屬,所以我們叫貧金屬星。別看這個名字不怎麼樣,但是它們對於宇宙演化的意義可一點都不「貧」。如果說現在的宇宙有100歲,這些貧金屬星出生的時候,宇宙還沒有上學,所以在它們的身體裡隱藏了許多宇宙「嬰幼兒時期」的重要信息,這也是為什麼天文學家親切地稱它們為「宇宙化石」。關於我們人類生命元素的起源還有很多的疑問,比如說我們水裡的鐵、骨骼裡的鈣,第一次產生在宇宙是什麼時候?宇宙早期的化學成分跟今天的我們之間,是不是有相似的地方?
  • 元素怎麼核聚變的,為什麼最終元素是鐵,恆星真會變成大鐵球嗎?
    恆星聚變的最終元素確實是鐵,但鐵卻不是最終的元素,而恆星呢也會成為一個鐵球,但卻不全是鐵球,要理清這個關係,必須來了解下這個過程。元素的秘密元素是怎麼誕生的?恆星的秘密宇宙中最豐富的元素是氫,而氫還是唯一一種將同位素單獨命名的元素,分別是氕氘氚:這三種看起來差不多同位素化學特性差別也挺大,但它們的物理屬性差異比化學屬性還大,這是為啥?
  • 恆星內部的核聚變到鐵元素停止,那麼宇宙中的重元素怎麼來的?
    原子平均核子質量中,鐵的平均核子質量是最低的。意味著鐵-56是最穩定的原子:(1)比鐵小的原子可以發生聚變,同時放出巨大的能量;(2)比鐵大的原子,可以發生裂變,也會放出巨大的能量;(3)但是鐵原子發生融合生成更重的原子時,就會吸收大量的能量;恆星形成與演化理論指出,鐵原子的聚合反應需要60億度以上的高溫,而恆星內部最高也只有幾億度,所以恆星內部的溫度,不足以讓鐵原子發生聚合反應,恆星內部的核聚變到鐵為止。
  • 深度解讀:恆星核聚變到鐵元素就停止了,重元素是如何產生的?
    只不過鎳-62最終也會衰變成鐵元素,所以我們會習慣性地認為鐵元素的比結合能最高!這就類似GDP與平均GDP的關係,GDP再大,如果平均GDP很小也沒有多大實際意義!而鐵的比結合能是最高的,所有鐵元素最穩定。為何恆星核聚變到鐵元素就停止了呢?
  • 我們都是恆星的兒子,宇宙的加工廠:鐵元素並不是終結
    我們能看到的一切宏觀物質,都是不同元素以不同排列組合方式的匯集。對地球上包括我們人類在內的碳基生命而言,其能量來源都是恆星。而構造碳基生命的元素,也都是經過了恆星億萬年的鍛造而產生的。化學元素有哪些?從我們朗朗上口的氫氦鋰鈹硼,碳氮氧氟氖,鈉鎂鋁矽磷,硫氯氬鉀鈣,這些基本元素的構成基礎都是質子,中子和電子。
  • 為什麼26號元素鐵,可能是宇宙最後一種元素?
    目前,人類已知的元素共有118種。從第1號元素氫(H)到第98號元素鉲(Cf)都可以在地球上找到,更重的元素則是通過人工合成出來的。理論上,人類還可以合成出更重的元素,最重的元素有可能是第184號元素。在地球上,氧、矽、氮、鋁、鐵等都是十分常見的元素。
  • 恆星核聚變到鐵就停止了,那比鐵重的元素都是怎麼來的?
    而宇宙中還存在著大量的其他元素,那這些元素到底咋來的呢?經過幾代科學家的研究之後,我們現在基本上搞清楚了。整個過程大致是這樣的,在宇宙中分布這大量的分子雲,一般來說,如果沒有什麼意外,分子雲也就這樣的了。 但是有時候,因為某些意外,導致分子雲某個位置引力平衡被打破,於是,在引力的作用下,就會逐漸形成恆星。
  • 星塵的記憶:恆星演化與元素起源
    自然界中居於分子層次以上的物體,從龐大的恆星到渺小的分子,從有生命的動植物到無生命的礦物都是由元素組成的。人類至今已發現了92種自然界中存在的元素(自然元素),並且通過粒子加速器等設備「製造」出了20多種新的元素(人造元素)。各種元素之間的本質區別,在於元素原子核中質子數量的不同:例如原子核中有一個質子的是氫原子,有兩個質子的是氦原子,而有八個質子的是氧原子。
  • 恆星史詩般的生命中,製造出了所有常見的的元素
    ,將發生宇宙中最強烈的大爆炸。這兩種元素對生命極其重要,這解釋了宇宙中的碳是從何而來的。但與恆星的生命期相比,碳和氧的形成,是在眨眼之間完成的。因為在約100萬年的跨度內,內核中的氦元素會消耗殆盡,對於如同太陽大小般的恆星來說,到了那時核變就會停止。這是因為沒有足夠的重力,繼續擠壓以及內核重啟核變。但對於如參宿四般龐大的恆星來說,核變還可以繼續進行。當氦元素耗盡時,重力作用再次佔據主導,內核繼續瓦解,此時溫度再次上升,啟動第三階段,既將碳聚變成鎂、氖、納以及鋁,核變繼續進行。
  • 恆星聚變到鐵就超新星爆炸了,那麼比鐵重的元素是怎麼誕生的?
    對於元素的由來十萬個為什麼中的源頭,因為世界萬物都源自與物質,而物質組成則是各種元素,本文來粗淺的探討下元素的由來,從頭到尾解決一下各位的疑問!本文將從區別元素的標準以及各個階段都能誕生的元素和誕生的過程等三個角度來探討。
  • 恆星核聚變的最終產物是鐵,為何恆星卻不會變成一個大鐵球?
    變化的順序大致分為氫元素——氦元素——碳元素——氧元素——氖元素——鎂元素——矽元素——鐵元素。由此可見,最終,恆星核聚變的最終產物是鐵。伴隨著鐵元素的形成,最終,恆星的核聚變反應也會停止,這也意味著恆星內部形成鐵原子核後,恆星也正式的迎來了死亡,等待它的,將會是一場超新星爆發。那麼,為何恆星不是一個大鐵球呢?
  • 螢光黃系列 色彩對於時尚來說是不可或缺重要元素
    色彩對於時尚來說是不可或缺的重要元素,每年權威機構發布的年度流行色,也成為各大品牌設計師的風向標。藍色是成熟女士鍾愛的顏色之一。年輕女性往往成為更現代化衣著風向標。色彩對於時尚來說是不可或缺的重要元素,每年權威機構發布的年度流行色,也成為各大品牌設計師的風向標。