這張圖片展示了宇宙從大爆炸開始的演化歷程。科學家認為，第一批恒星是在大爆炸幾億年后形成的，第一批星系形成的時間也沒有晚太多，而我們的太陽系大約是在大爆炸 90 億年后形成的。

　　人類探索宇宙，不僅帶來了航空航天、通訊、衛星、遙感、氣象等切實利益，還將回答人類的根本問題：我們從何處來，將往何處去？關于生命起源的終極答案，宇宙也能給我們線索。

　　地球上的生命與恒星的存亡其實有著密切的關系。我們維持生命所需的所有元素——我們呼吸的氧氣，我們骨骼中的鈣，我們血液中的鐵——都是在消逝已久的前幾代恒星的熔爐中鍛造出來的。

　　專事于科普工作的 NASA 科學家金伯利·阿坎德在《NASA 自然百科：認識宇宙》中，對地球生命與恒星的關系給予了非常通俗易懂的全面解釋。要了解生命，先從恒星開始，因為恒星消亡時才產生了地球上的生命元素。

　　宇宙被認為是在137 億年前的那場大爆炸中開始的。從那之后，它迅速膨脹為一個由氫和氦原子組成的超高溫的“海洋”。經過一段我們目前尚一無所知的“黑暗時代”，幾億年后，當宇宙冷卻到某種程度，就具備了第一批恒星和星系的形成條件。

　　在宇宙中，當巨大的氣體和塵埃云團坍塌時，其中央形成一個熱物質內核，恒星由此誕生，就像我們熟知的太陽，這個誕生過程相當漫長。沒有進入恒星核心的其他材料可能會變成行星、小行星和其他碎屑。我們的地球就是一顆行星。

　　當這個為期數百萬年的誕生過程結束時，恒星就開始通過一種名為核聚變的過程燃燒，或者說發光。原子的核心被稱為原子核。核聚變是兩個原子的核心相聚或融合的過程。發生核聚變時，兩個原子核變成一個更重的原子核。與此同時，大量的能量會被釋放出來。

　　正是這個原子核碰撞并釋放能量的過程，為恒星提供了能量。當我們說一顆恒星在“燃燒”，指的就是這件事。在恒星整個生命的大部分時間里，這種燃燒過程涉及氫——宇宙中最輕也是最豐富的元素——聚變成氦的過程。我們的太陽現在就處于這個階段。

　　它當一顆恒星缺少用來在核心進行核聚變的氫時（我們的太陽在大約 50 億年內都不會出現這種情況），事情就變得更有意思了。隨著核心的氫燃燒殆盡，那里不再產生能量。這會導致核心的緩慢坍塌和升溫。

　　然而，核聚變的過程依然在持續，只是轉移到了仍然還有氫的部位。這意味著核聚變開始在核心之外富含氫的氣體層中發生，且在這個過程中為恒星提供能量。這時恒星進入天文學家所說的“紅巨星”階段。

　　這張由藝術家創作的插圖展示了一顆紅巨星的特寫，它被一個充滿塵埃和氣體的圓盤圍繞著，頂部和底部還有一對噴流。

　　當這一層的氫耗盡之后，紅巨星中的核聚變過程開始將新創造出的更重的氦原子加入進來。隨著核聚變過程沿著元素周期表不斷前進，這些發生融合的氦原子變成了更重的元素，直到產生碳。

　　如果恒星的大小不足以產生融化碳的高溫，恒星就會卡在這里。原子無法被聚變成新的原子，碳和氧開始在核心形成和聚集。隨著恒星的核心吸引越來越多的物質，它開始升溫。這會導致恒星的外層向外膨脹。

　　紅巨星階段并不總是一個平靜和連續的過程。相反，隨著核心中的核聚變開始像耗盡汽油的汽車一樣噴濺，這顆恒星就會開始不均勻地向外噴射物質。這一階段的恒星圖像被稱為“行星狀星云”。

　　螞蟻星云（Ant Nebula）擁有行星狀星云典型的雙極形狀。一顆類似太陽的恒星將自己的物質從外層噴射出去，直到核心暴露出來，釋放出照亮氣體的光。這張圖片結合了哈勃太空望遠鏡的可見光數據（綠色和紅色）以及錢德拉X射線天文臺的X射線數據（藍色）。

　　當太陽進入這個階段時——距離現在還有幾十億年，所以不要擔心它會膨脹。這里所講的膨脹不是膨脹一點，而是膨脹得非常厲害。實際上，天文學家推測當這件事發生時，太陽會向外膨脹得非常厲害，以至于吞沒太陽系的內行星：水星、金星，甚至地球。

　　然后，我們的太陽和它的同類恒星將繼續以紅巨星的狀態存在，直到再也沒有任何可以釋放的外層物質。留下來的將是一個密度很大的小型內核，天文學家稱之為白矮星。由于沒有可以用于燃燒的燃料，白矮星只能漂浮在太空中，散發著剩余的熱量。這個過程會持續幾十億年，然后在某個時刻，這顆恒星最終會從一塊滾燙的余燼變得冰冷黑暗。

　　這幅圖展示了太陽現在的樣子以及 60 億年之后它成為一顆白矮星的樣子的相對比較。

　　對于像我們的太陽一樣或者更小的恒星，變成白矮星的緩慢過程是它們漸進而平靜的命運，但是對于那些更大的恒星呢？簡而言之，它們不會安靜地走向死亡。那是因為它們的核聚變并沒有因碳核聚變而停止，它們會繼續這個過程，制造出越來越重的元素，直到鐵元素被制造出來。

　　當一顆恒星臨近生命的終點，它的內部會通過核聚變的方式制造出質量很重的元素，例如位于這幅示意圖中央的鐵。這些重元素會向恒星的中心聚集。

　　當這顆恒星開始將鐵聚變在一起，它就遇到了大麻煩。這是因為當兩個鐵原子結合時，它們實際上吸收了能量，而不是像其他原子那樣釋放能量。這會引發失控的連鎖反應，導致恒星冷卻，壓力陡然下降。這最終將導致整顆恒星的戲劇性坍塌。

　　當這顆恒星坍塌到核心上時，它會反彈，將恒星的外層物質全部拋射到太空中去。天文學家將這種爆發稱為超新星爆發。超新星爆發釋放出的能量如此之大，以至于它們的光芒可以蓋過整個星系。考慮到一個星系含有數十億顆恒星，這就讓人覺得更了不起了。

　　當這些大質量恒星經歷超新星爆發時，仍然會留下恒星曾經的核心。然而，這個核心的密度現在更大了，因為核心的坍塌一直在繼續，直到所有電子和中子都被擠在一起，就像一群人正急于穿過出口卻無處可去一樣。這個被壓縮的天體被科學家稱為中子星，它的密度是如此之大，一湯匙中子星的重量就超過 10 億噸。

　　IC443 是一個超新星遺跡，里面鑲嵌著一顆中子星（圖片中下部較亮的藍色斑點）。這張合成圖片中有三種不同類型的光，包括X射線（藍色）、無線電波（綠色）和可見光（紅色）。

　　每當一顆恒星將它聚變出的元素釋放到太空中去時，無論是以紅巨星緩慢吹拂的方式還是超新星猛烈爆發的方式，它實際上都是在用這些重要元素豐富下一代的恒星和行星。地球上所有這些生命元素，其實都來自宇宙。當初，它們被太陽誕生時的云團卷入了我們這顆正在發育中的地球行星。從這個角度來看，人類只不過是宇宙核聚變的廢料。相信隨著人類對宇宙的不斷探索，將會揭示出越來越多關于生命的更多奧秘。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的我们都是宇宙核聚变的“废料”的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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