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宇宙里的石头是怎么来的

建业嗨起来 2024-11-15 22:57:15
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这个问题有点意思。先从宇宙里的石头的成分说起。从掉落到地球上的陨石中，我们可以了解到宇宙里的石头是由什么元素构成的。陨石大致可分为三大类：石陨石（主要成分是硅酸盐)、铁陨石（铁镍合金）、和石铁陨石（铁和硅酸盐混合物）。由此可知，宇宙里的石头主要由以下元素组成：硅、氧、铝、铁、钙、镁、钾、钠、镍、锌、锰、氯、钒、钴等。知道了组成元素，再看这些元素是怎么来的。我们知道，最初的宇宙中，只有氢和氦两种元素，其他所有元素（包括一部分氦）都在恒星中，通过核聚变反应产生的。在大质量恒星中，核聚变反应可以一直进行到产生出铁（包括一部分在元素周期表中铁附近的镍、钴等），然后核聚变反应就终止了，因为有各种元素中，铁的原子核内能是最低的，要让铁继续聚变，必须给它注入能量，而此时的恒星没有多余的能量给铁注入。此时，这颗恒星是下面这种结构的。大质量恒星演化到这个程度时，它会膨胀得非常大，成为一颗红巨星或红超巨星。但此时恒星中心的铁是以电子简并态存在的，其原子内部没有任何空隙，无法再被压缩了。而此时，由于恒星膨胀得太大了，各层次上的核聚变反应强度都减弱甚至快要停止了。恒星是依靠内部核聚变反应产生的向外的辐射压与向内的引力相平衡来保持稳定的。一旦内部核聚变反应减弱甚至停止，向外的辐射压减弱甚至消失，向内的引力就会大占上风。于是，恒星外层物质就会在引力作用下向内运动，恒星内部开始剧烈收缩。开始时，这些物质向中心掉落的速度还不是太快，但恒星质量非常大，引力非常强，向下的速度越来越快，到达中心时，速度会增大到每秒数万千米。然后，它们争先恐后地撞击到中心的铁核上。但铁质的核心已经不能被继续压缩了。于是，这些撞击物质就在带给铁核以巨大的动能的同时，以几乎相同的速度反向冲出恒星。恒星中发生了无比剧烈的内爆。这就是超新星爆发。这个过程叫“铁心灾变”。在巨大动能下，铁继续聚变，产生出比铁更重的元素，如金、银、铜、铅。一直到**。内爆不但把外层物质物质抛出恒星，也会把一部分铁和新合成的重元素带出恒星。这些物质离开恒星后，有些结合成了化合物，有些以单质形式继续存在。在后来的冷却过程中，硅酸盐化合物和铁、镍等金属冷却固化，并分散开来，就形成了无数大大小小的颗粒和尘埃。这些物质与原来存在于宇宙中的星际气体云混合起来，共同成为形成下一代恒星（包括行星）的原料。这就是宇宙中岩石、铁质陨石的由来。 20210311
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