有人说宇宙所有的元素都会变成铁,这是为什么呢?

2023-01-18 21:06

4个回答
因为在量子隧穿效应的作用下,比铁轻的元素会发生核聚变形成铁-56,比铁重的元素会发生核裂变形成铁-56
因为铁是核聚变之后的产物,而很多星球都存在核聚变,所以说宇宙所有的元素都会变成铁。

铁(Fe)具有最大比结合能,单一恒星的“核聚变”多卡壳在铁元素这一关,但“铁”绝对不是最终归宿。宇宙中广泛存在的物质是氢和氦,其原子数在常规物质中占比高达99%。恒星中的主序星,氢原子数占比在83%以上,这正是恒星核聚变主要原材料。

在恒星内部强大压力作用之下,氢元素核聚变成氦,释放能量,同时损失一部分质量。恒星晚年会发生氦闪,氦元素经两次电离聚变成碳,同样释放能量(损失一部分质量)。其后,还可以继续聚变出氧、硅、铁等稳定元素,依然释放能量。当到达铁元素时,原子核若要继续增加,其不但不能释放能量,反而要吸收能量。

恒星并没有办法将自己核聚变的能量予以储存,此前都以辐射形式散发掉了。当能量在散发,质量在减小,这对于单一恒星来说,后期很难再提供足够的能量和内部压力,使得铁原子核的质子数继续增加。

如此看来,铁元素确实具有最高的稳定性,“老铁”一词叫得还挺合理!但显然,铁并不是宇宙中元素的尽头。晚期恒星可以通过超新星爆发去除内部“杂质”——铁核,当然这也将终结恒星自己的一生。

铁元素,在超新星爆发瞬间,或被吸积到新恒星的高温、高压之下,吸收能量演化出更多更重元素。而宇宙天体形态,也并非只以元素概念的物质为终点。

地球上自然存在的元素有94种,除第83号铋(Bi)之后的元素有天然放射衰变特性之外,其他元素均可以单质和化合物的形式稳定存在,其中第79号元素金(Au),单质化学稳定性还是最高的。如果铁元素是宇宙所有元素演变的尽头,就像氙(Xe)、钨(W)、金(Au)等元素,又如何能稳定存在呢?

因为铁以下的元素进行聚变反应会释放能量,而铁以上的元素进行聚变反应就需要吸收能量了,所以科学家认为铁就是核聚变反应的终点。
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