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          在太陽系中,哪里的黃金最多?

          在太陽系中,哪里的黃金最多?要回答這個(gè)問題,我們首先需要弄清楚太陽系中的黃金是從哪里來的。

          根據(jù)科學(xué)界的主流觀點(diǎn),我們所處的宇宙誕生于大約138億年前,在剛開始的時(shí)候,宇宙中只有非常輕的元素,其中絕大多數(shù)都是氫和氦,而像黃金這樣的重元素,在當(dāng)時(shí)的宇宙中根本就不存在。

          在接下來的時(shí)間里,宇宙中的物質(zhì)在引力的作用下開始凝聚,在物質(zhì)足夠多的區(qū)域,就會(huì)逐漸凝聚成一個(gè)個(gè)巨大的天體,當(dāng)它們質(zhì)量增大到一定程度的時(shí)候,其核心的物質(zhì)就會(huì)因?yàn)樽陨淼囊μs所造成的高溫高壓而發(fā)生核聚變反應(yīng),同時(shí)釋放出大量的能量,從此成為一顆顆閃亮的恒星。

          所謂核聚變反應(yīng),是指較輕的原子核聚合成較重的原子核,例如氫可以聚變成氦、氦可以聚變成碳,由于要引發(fā)更重元素的核聚變,就需要更高的溫度和壓強(qiáng),因此只有在那些質(zhì)量非常大的恒星,其核心區(qū)域才可以具備足夠高的溫度和壓強(qiáng),進(jìn)而啟動(dòng)一輪又一輪的核聚變,聚變出越來越重的元素,如氧、氖、鎂、硅等等。

          然而當(dāng)核聚變進(jìn)行到鐵時(shí)就無法繼續(xù)了,這是因?yàn)殍F的核聚變不會(huì)釋放能量,反而會(huì)吸收能量,因此當(dāng)恒星內(nèi)部的核聚變進(jìn)行到鐵的時(shí)候,其內(nèi)部就會(huì)忽然失去抵抗其自身重力的能量,于是恒星就會(huì)迅速坍塌。

          與此同時(shí),恒星核心物質(zhì)中的電子會(huì)被巨大的壓力壓入原子核,進(jìn)而與其中的質(zhì)子結(jié)合成中子,這些中子與原本的中子緊緊地挨在一起,形成了一個(gè)以“中子簡(jiǎn)并壓”支撐的致密核心,當(dāng)恒星外層的物質(zhì)以極高的速度沖擊這個(gè)致密核心時(shí),就會(huì)發(fā)生猛烈的爆炸,這也被稱為“超新星爆發(fā)”。

          很明顯,黃金是比鐵重得多的元素,因此黃金并不是恒星核聚變的產(chǎn)物,實(shí)際上,宇宙中的黃金來自于另一種核反應(yīng)——“中子俘獲”。

          所謂中子俘獲,是指較輕的原子核與中子發(fā)生碰撞,并形成較重的原子核的反應(yīng),在中子俘獲發(fā)生后,原子核通常都會(huì)變得不穩(wěn)定,在這種情況下,它們就會(huì)發(fā)生β衰變,具體表現(xiàn)原子核內(nèi)的中子衰變成質(zhì)子,從而使其原子序數(shù)增加。

          比如說如果一個(gè)鐵-56原子核俘獲了一個(gè)中子,那么它就成了鐵-57,當(dāng)其原子核內(nèi)的一個(gè)中子發(fā)生β衰變后,其原子序數(shù)就會(huì)增加1,于是它就成了鈷-57。

          一個(gè)較輕的原子核想要通過中子俘獲形成像黃金這樣重的元素,就必須在極短的時(shí)間內(nèi)俘獲到大量的中子,這也被稱為“快中子俘獲”,據(jù)我們所知,在宇宙中只有兩種情況可以提供這樣的環(huán)境,一個(gè)就是前面我們提到的超新星爆發(fā),另一個(gè)則是中子星碰撞。

          顧名思義,中子星就是主要由中子構(gòu)成的星球,它們其實(shí)就是大質(zhì)量恒星在發(fā)生了超新星爆發(fā)后留下的致密核心。

          當(dāng)兩顆中子星發(fā)生碰撞時(shí),同樣會(huì)發(fā)生猛烈的爆炸,大量的中子會(huì)因此而被拋出,在失去了重力的束縛之后,一部分中子很快就會(huì)衰變成質(zhì)子、電子以及中微子,然后形成一些較輕的元素(其中會(huì)發(fā)生核聚變反應(yīng)),在此之后,“快中子俘獲”就會(huì)發(fā)生,進(jìn)而形成大量的重元素,而黃金就是其中之一。

          以上就是宇宙中黃金的形成過程,據(jù)此我們可以清楚地知道,太陽系中的黃金當(dāng)然也是來自于超新星爆發(fā)和中子星碰撞。

          太陽系誕生于大約46億年前的一片巨大的原始星云,在這個(gè)時(shí)候,宇宙中早已發(fā)生了不計(jì)其數(shù)的超新星爆發(fā)和中子星碰撞,它們產(chǎn)生的黃金也已經(jīng)擴(kuò)散到宇宙各處,因此在太陽系誕生的原始星云中,也存在著一定數(shù)量的黃金,從整體上來講,這些黃金在星云中的分布應(yīng)該是較為均勻的。

          所以一個(gè)合理的推測(cè)就是,在太陽系中,太陽上的黃金是最多的,畢竟它占據(jù)了整個(gè)太陽系的大約99.86%的質(zhì)量。那事實(shí)是否真是如此呢?答案是肯定的。

          早在2014年的時(shí)候,科學(xué)家就通過對(duì)太陽的光譜分析確定了太陽中的黃金含量,其比例大概是每1萬億個(gè)氫原子,就有8個(gè)金原子,據(jù)此可以估算出,太陽上的黃金高達(dá)2.34 x 10^21千克,也就是234億億噸。

          這是什么概念呢?這樣說吧,如果把太陽上的黃金全部開采出來并堆成一個(gè)立方體,那么這個(gè)立方體的邊長(zhǎng)就有大約495公里。

          作為對(duì)比,在太空中運(yùn)行的空間站的軌道高度為400公里,也就是說,假如我們把這個(gè)立方體放在地球表面的話,那么它的高度將比空間站的運(yùn)行軌道還要高大約95公里。

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