我們的世界豐富多彩，充滿著各種各樣的元素。這些元素以分子的形式成為我們所看到的各種各樣的物質(zhì)。

這元素從最輕的氫開始，然后是氦，接著是鋰、鈹、硼……截至2017年1月15號，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了118個(gè)元素。

我們的生活離不開這些元素。如果你想造一輛汽車，你就會發(fā)現(xiàn)，你會要用到很多的元素。

想要找出汽車都用了哪些元素，最好辦法是把它拆開看看。首先我們會看到有鐵、塑料、油和橡膠，然后是鋁、硅、銅，最后是鉑、金等貴金屬。每一種材料都是制造汽車的關(guān)鍵原料，這些材料都是由元素構(gòu)成。

那么有沒有誰想過，所有這些元素是從哪里來的?

但在早期的宇宙中，它們都不存在。要尋找答案，我們需要追溯到宇宙開始的時(shí)候，138億年前，宇宙是在一次重大事件中誕生的……宇宙大爆炸。

早期的宇宙充滿了能量，大爆炸之后只是一團(tuán)混亂的東西，不像你今天所看到的那樣。

隨著早期宇宙的冷卻，能量被不穩(wěn)定的物質(zhì)和反物質(zhì)所取代，然后是質(zhì)子和中子，最后是才是原子。

但還不是我們的汽車所用到的鐵、硅或碳原子，整個(gè)宇宙幾乎完全由氫組成。

【第一代恒星】

一定有什么事發(fā)生并給了我們其他的一切。實(shí)際上，宇宙之初所有的東西都是由氫組成的，氫原子是宇宙中最簡單、最輕的原子,只有一個(gè)正電荷質(zhì)子和一個(gè)電子結(jié)合在一起。

宇宙通過把氫原子結(jié)合在一起，從而形成了更大的原子，如碳和鐵等。

一切都從最簡單的起源開始，一個(gè)鐵原子實(shí)際上是許多簡單的氫原子粘合在一起。

但是氫原子是不會平白無故地粘合在一起的。質(zhì)子帶正電荷，所以當(dāng)你把兩個(gè)氫原子推得更近的時(shí)候，它們會拒絕靠近。它們真的不想手拉手。這種排斥使早期宇宙成為一個(gè)氫原子相互回避的漩渦。

如果你能夠把它們擠在一起的話，它們會被牢牢地鎖在一起，鎖在一個(gè)點(diǎn)上。把原子擠到一起，使它們聚變，這種聚變被稱為核聚變。

把一個(gè)充滿氣體的宇宙轉(zhuǎn)變成充滿星系、恒星和行星的宇宙的第一步，就是要核聚變。巨大的氫氣云在自身引力作用下崩塌，隨著越來越多的氣體被吸聚在一起從而產(chǎn)生了壓力和溫度。

最終，核聚變在這些巨大的氣體球的核心深處點(diǎn)燃。第一批恒星開始制造構(gòu)成我們今天汽車的那些元素。

恒星基本上就是一個(gè)把較輕的元素變成較重的元素的機(jī)器。聚變發(fā)生在這些第一批恒星的核心內(nèi)部，將氫原子融合在一起生成氦。

當(dāng)核心中的氫全部用完后，恒星的核心開始塌陷并變得更熱，就有了足夠的能量把三個(gè)氦原子核融合成碳。

等到氦也用完了，再次塌陷，再次變得更熱，然后就所氦聚變成氮……接著繼續(xù)融合形成氧、硅、鐵。

但這種不可思議的元素生產(chǎn)線不可能永遠(yuǎn)持續(xù)下去，當(dāng)融合生成的原子越重，釋放出的能量就越少，所以把氫變成氦，氦變成碳，氮，氧，每次都會少一點(diǎn)能量。

而且，聚變的反應(yīng)速度越來越快。像我們的太陽一樣的恒星，把氫變成氦需要50億到70億年的時(shí)間。當(dāng)然恒星質(zhì)量越大，其速度越快。最大的恒星，只需要幾百萬年的時(shí)間。

然后，氦到碳燃燒的時(shí)間大約是氫燃燒時(shí)間的10%，而恒星開始聚變碳后，只需幾百年就燒完了，所以這樣的恒星離死亡不遠(yuǎn)了，因?yàn)樗R上要開始聚變鐵了。

25倍太陽質(zhì)量的恒星各聚變時(shí)間表

【超新星】

鐵元素對于恒星來說，實(shí)際上是一種致命的毒藥，因?yàn)樵诰圩兤渌貢r(shí)，都能產(chǎn)生能量，雖然能量越來越少，但聚變鐵，不但不會產(chǎn)生能量，甚至要吸收能量。

它奪走了那顆恒星維持生命所需的能量，所以當(dāng)恒星花了一天時(shí)間把硅聚變成鐵之后，在核心制造鐵的那一刻，只需1秒左右的時(shí)間，恒星就會崩塌、死亡和爆炸。

這次爆炸被稱為超新星，它是是宇宙中最明亮、最劇烈的事件之一。它釋放出的能量足以使太陽在其整個(gè)生命周期中所釋放出的能量相形見絀，并且在它有生之年所創(chuàng)造的元素，都被分散到太空中。

爆炸留下的氣體被稱為超新星殘骸，是一個(gè)膨脹的氣泡，其中含有氫、以及混合有來自恒星核心的碳、氧、硅和鐵。

超新星殘骸之所以還含有氫，是因?yàn)槟穷w恒星并沒有把所有的氫燃燒殆盡。事實(shí)上，它只燃燒了很少部分的氫，它所消耗的是恒星核心的氫，至于恒星外層的大量氫根本就完好無損。

所以大質(zhì)量的恒星的命運(yùn)很悲慘，明明有把大量的“食物”卻吃不到，最后只能在“饑餓”中爆炸。

所以，我們造汽車底盤、車身、擋風(fēng)玻璃和座椅的材料都是由這些恒星以超新星的形式提供給我們的。我們要感謝它們，它們的“犧牲”換來了我們這個(gè)世界中的這些元素。

這是著名的蟹狀星云，早在宋朝我國古人就觀察到這個(gè)“客星”

【第二代恒星】

但是，我們此是還造不了汽車，因?yàn)檫€有關(guān)鍵部件，如汽車電子產(chǎn)品的銅，尚未制造出來。為了制造這種至關(guān)重要的金屬，新一代恒星必須以一種更為奇特的方式死去。

當(dāng)老一代恒星遺留下來的膨脹的超新星遺跡撞上鄰近的氣體云時(shí)，產(chǎn)生沖擊波的壓力就成了新一代恒星的完美托兒所。

這就是宇宙的循環(huán)，恒星生存規(guī)律，它們過著自己的這種生活方式：它們死亡、膨脹、爆炸，然后將它們的物質(zhì)注入氣體云，接著形成含有較重元素的新恒星。

就這樣，再次重復(fù)這個(gè)循環(huán)。

形成這些第二代恒星的氣體中，充滿了超新星拋出的碳、鋁和鐵。如果第二代恒星也是大質(zhì)量恒星的話，它們的壽命也同樣短暫，只有區(qū)區(qū)幾百萬年的壽命。

但它們經(jīng)歷了不可思議的蛻變，恒星迅速膨脹到原來的100倍，然后冷卻并變成一個(gè)紅色的幽靈，一顆第二代恒星已經(jīng)變成了一顆紅色的超級巨恒星。在擴(kuò)散的外層，鐵慢慢地轉(zhuǎn)化為銅，但不是通過聚變。

鐵原子核有26個(gè)質(zhì)子，這是一個(gè)很大的電荷，所以它會擊退任何我們試圖射入的質(zhì)子。那么，怎樣才能讓更多的質(zhì)子進(jìn)入呢?

我們把質(zhì)子放進(jìn)去的方法就是欺騙原子核，我們不是用質(zhì)子去射擊，而是用中子射擊。恒星外層相撞的原子，有時(shí)會吐出中子，中子沒有電荷，所以它們不會被鐵星塵中帶正電的質(zhì)子排斥。

這些中子能夠附著在鐵原子的周圍，原子是一個(gè)很小的東西，所以它是一個(gè)非常很小的目標(biāo)，但是在恒星的外層附近有很多的粒子在飛來飛去，如果一個(gè)中子偶然擊中一個(gè)原子，它就會被粘住，這實(shí)際上會使原子核變大。

一個(gè)接一個(gè)的中子擊中一個(gè)原子，然后這個(gè)中子實(shí)際上可以衰變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子，中子自發(fā)地分裂出一個(gè)電子，電子被射出，質(zhì)子被留下，這個(gè)過程把鐵變成銅。

科學(xué)家稱這種神奇的轉(zhuǎn)換為“β衰變”。

所以你可以通過捕捉中子，在數(shù)千年或數(shù)百萬年的過程中，緩慢地積累重元素。最終，紅色超級巨星的核心耗盡燃料，恒星爆炸，將其富含銅的外層炸入太空……

感謝兩代恒星的生死，讓我們可以給汽車裝上銅線。

【中子星合并】

但是我們?nèi)匀蝗鄙僖恍└氐慕饘?，比如電池用的鉛，電子設(shè)備接口所用到的金。宇宙是如何形成這些超大原子的?

在以前大多數(shù)科學(xué)家都認(rèn)為，超新星的爆炸足以完成這項(xiàng)工作，所以以前的關(guān)于天文方面的書籍，當(dāng)談到“黃金從哪里來的”，都會告訴你“黃金是來自超新星的爆炸”。

然而，現(xiàn)在我們知道，不可能在普通恒星中制造金原子，也不能在一顆正在死亡的大質(zhì)量恒星中制造金原子。

為了讓原子能夠足夠大，我們需要很多的中子，更需要一個(gè)真正的災(zāi)難性事件。

但是如果超新星還不夠強(qiáng)大，那么宇宙中還有什么能更強(qiáng)大呢?形成重元素需要大量的中子，所以另一種可能的理論是：最重的元素是在一個(gè)雙星系中兩顆中子星的合并中產(chǎn)生的。

中子星是宇宙中最奇怪的天體之一，它們是由巨大恒星的坍塌核心而形成的。

當(dāng)你把幾倍于太陽質(zhì)量的東西壓縮成一個(gè)只有幾英里寬的球，電子和在其內(nèi)部飛行的質(zhì)子結(jié)合形成中子，最后形成一個(gè)非常稠密的中子球，大約有一個(gè)城市那么大。

中子星密度極高，如果你有一茶匙的中子星物質(zhì)，那么將有10億噸質(zhì)量。如果相鄰的兩個(gè)恒星一起死亡，那么它們留下的兩顆中子星就有可能形成一對旋轉(zhuǎn)的雙星系。

但這種合作關(guān)系注定是要失敗的，兩個(gè)非常緊密的星球，戲劇性的相互纏繞在一起。

隨著時(shí)間的推移，它們越來越靠近，直到最后它們合并在一起，產(chǎn)生了自大爆炸以來最猛烈的爆炸。這次爆炸被稱為中子星合并。

這場爆炸產(chǎn)生的能量將是毀滅性的，幾乎無法用語言來形容。就好像是吸收了太陽一生之中所釋放的所有能量的總和，然后在一秒鐘之內(nèi)全部釋放出來。

2013年6月，美國宇航局的斯威夫特衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)了附近星系的伽馬射線爆……這是中子星合并的跡象。

通過哈勃太空望遠(yuǎn)鏡捕捉伽馬射線爆源的圖像，科學(xué)家們證實(shí)了，中子星合并產(chǎn)生了它是包括黃金在內(nèi)的非常重的元素，而且生產(chǎn)的速度非?？?，在這一事件中，黃金的產(chǎn)量超過了地球的質(zhì)量。

中子星碰撞想像圖

【關(guān)于新能源汽車】

好了，至此，我們造汽車所用到的元素基本上都齊了。我們可以生產(chǎn)汽車了。

但是，現(xiàn)在新能源汽車越來越多了。既然是新能源汽車，就少不了電池，而電池必不可缺少一種元素：鋰。

鋰是宇宙中最神奇的故事之一，是繼氫和氦之后最輕的元素，只有三個(gè)質(zhì)子和四個(gè)中子。

它的輕巧使它成為新能源汽車電池的理想選擇。鋰正迅速成為地球上最受追捧的金屬之一。

但它也是一種宇宙的奇觀。大爆炸產(chǎn)生了鋰的蹤跡，但隨著第一批恒星的形成這種鋰就消失了。鋰不像氫和氦在原子尺度上相當(dāng)穩(wěn)定。鋰有點(diǎn)脆弱，它實(shí)際上可以被分解成各個(gè)部分。

隨著時(shí)間的推移，這些第一批恒星制造的那么一點(diǎn)鋰，不會持續(xù)太久，一旦形成，它就被恒星的核心再次摧毀。

我們地球上的鋰，不是由鐵、銅和銥這樣的恒星制成的。鋰不是將較輕的元素熔合在一起，而是在較大的原子被炸開時(shí)產(chǎn)生的。

要回答鋰是怎么來的，簡直就像是從科幻小說中的看到的情節(jié)，有點(diǎn)像來自外太空的射線槍，射線槍是超新星，而子彈是宇宙射線。

高速粒子以接近光的速度穿越時(shí)空，宇宙射線是亞原子粒子，它們是在超新星爆炸中被加速的高速原子核。此時(shí)，如果有另一個(gè)原子核擋道，它會撞擊并粉碎它們，而這次撞擊的一塊彈片就是鋰。

這個(gè)過程有點(diǎn)像打保齡球，保齡球是宇宙射線，而球瓶是其他原子核，當(dāng)保齡球撞到球瓶上時(shí)，球瓶會向四面八方散開，其中一個(gè)球瓶可能就是鋰。

宇宙射線在整個(gè)空間星系之間和星系中傳播，所以宇宙射線通過分裂其他元素來形成鋰。實(shí)際上是在恒星之間的空間中形成的，今天地球上幾乎所有的鋰都是這樣制造的。

在浩瀚的宇宙中一個(gè)原子、一個(gè)原子地被制造出來，然后卷進(jìn)形成太陽系的氣體云中。于是當(dāng)太陽系形成，當(dāng)?shù)厍蛐纬珊?，鋰就來到了我們的地球?/p>

這就是宇宙中制造所有元素的故事。有了這些元素，最終讓我們擁有汽車，真是太神奇了。

當(dāng)你駕駛汽車時(shí)，你真的是在駕駛著一輛從137億年前就開始制造的最終產(chǎn)品汽車。那股“新車”的味道，實(shí)際上是有著“舊宇宙”的味道。