宇宙鍊金術揭密：黃金並非來自中子星碰撞

1572年，丹麥天文學家第谷在仙后座附近發現不尋常的亮恆星，這就是天文史上的「第谷超新星」，400年後的現在，第谷超新星已膨脹成巨大的星雲，而這些星雲中，應該生成了許多的重元素，包括黃金。(圖/NASA)

古代人一直相信，有一種秘術能夠「點鐵成金」，這就是鍊金術，西方的術士與中國的方士都着迷於此道。然而現實世界中，只有宇宙的強大力量能夠創造出黃金，但是其理論與程序仍有幾次修改，最近的理論認爲，黃金可能不是中子星碰撞形成，而是超新星爆炸的產物。

物理學網報導，我們的宇宙中，最多的物質是氫，它們最早可能來自137億年前的宇宙大爆炸(大霹靂)，大爆炸的過程中，還產生了部分的氦，和唯一的金屬元素鋰(鋰的原子序爲3，是最輕的金屬)，但沒有其他東西。

在鋰之後的其餘元素，是在第一批的恆星發光以後，在內部發生的核壓縮過程而產生的。澳洲ARC物理學卓越中心(ARC Center of Excellence )的卡拉卡斯副教授(Professor Karakas )解釋說：「宇宙裡每一個發亮的恆星，都可以視爲一座一座創造新元素的壓力鍋。」

在恆星的中心，巨大的力量正在壓縮，把輕的、原子量小的元素，壓縮成更重的、原子量多的元素。

產生這些元素的反應過程中，也提供了使恆星持續明亮發光數十億年的能量，但是隨着恆星的衰老，可使用的氫元素愈來愈少的時候，這些重元素必須以更高的溫度才能進一步的煉化，恆星也就走到了生命的晚期。

但是煉化到鐵的時候，情況發生改變，因爲在鐵之上的元素，必須吸收能量才能進行，這造成恆星的壓力不穩定，最終引發恆星的劇烈爆炸，稱爲「超新星」，這場爆炸非常驚人，甚至具有毀滅數十光年的能力，然而在爆炸的過程中，強大的壓力，又在創造許多比鐵還要重的元素，比如黃金。

然而，在過去很長一段時間，天文學家認爲，宇宙中的重元素頗爲豐富，而超新星爆炸產生的重元素可能有限，因此他們設想，應該還有別的機制，在創造宇宙中的重元素。

天文物理學家認爲，所有比鐵重的元素（例如釷或是鈾），有一半是由中子星相互碰撞而形成的，中子星是宇宙中最沉重的物體，僅次於黑洞，如果兩個中子心相碰撞，有很大的機會，把更多的重元素給創造出來。

到了2017年，天文學家也證實了中子星確實會碰撞。但是，次數沒有想象的多。卡拉卡斯研究中心的天文學家小林千明（Chiaki Kobayashi）和瑪麗亞·盧加羅（Maria Lugaro）認爲，中子星的作用可能被大大高估了，重元素的主要生成，仍然是超新星爆炸。

研究人員表示：「在宇宙的早期，中子星數量不足，無法產生足夠多的重元素；然而，140億年後的現在，中子星的碰撞機率仍然不高。也就是說，根本就沒有足夠的中子碰撞，可以說明如今元素的豐富。」

研究人員認爲，超新星纔是答案。當恆星走到末期時，有些恆星會在高速旋轉中坍塌，併產生極強的磁場，這些強磁場能夠使恆星步向超新星爆炸時，有更多的機會形成匪夷所思的壓力，形成重元素的生成。

不過，研究人員表示，理論可能還有一些地方要修正，新理論模型中，銀的產量過高，而金的產量卻有不足。這意味着我們可能需要確定一種新型的恆星爆炸，或核反應狀態。

然而，共同作者瑪麗亞·盧加羅博士（Maria Lugaro），對新理論仍然深具信心，她認爲失蹤的黃金之謎可能很快就會解決，目前走在正確的解答方向，只是有細節需要修正。

她說：「預計包括歐洲，美國和日本在內的世界各地的核設施，都可能會有新發現，缺少黃金的天文物理問題，可以通過核物理實驗來解決。」