其實我們要說的是，首先誕生的是元素，然後才有地球。有沒有毀了你的三觀？而且更關鍵的是不管有沒有誕生地球，這些元素都將會存在！

首先來了解下元素和元素之間有什麼區別，我們都知道元素都是有原子組成的，不同的元素有不同的原子，而原子則是有電子和原子核組成，而原子核內則有中子和質子兩種！

介紹元素屬性的話，到中子和質子就可以了。決定元素屬類別的是質子數，中子數的不同則表示這種元素的同位素。聽上去似乎很簡單，就像橡皮泥一樣將它們粘合在一起就構成了不同的與元素，但其實如果要實現不同的質子數和中子數結合，這堪比登天！當然這對萬能的宇宙來說算啥事啊，不過是一次大爆炸的事而已。

宇宙大爆炸能合成的元素

宇宙大爆炸模型是當前比較能貼近觀測的宇宙誕生模型，這從微波背景輻射以及宇宙膨脹與宇宙原初元素的丰度獲得佐證，在更合適的模型出現之前，我們以此依據展開討論。

元素誕生之前的事咱就不說了，以下從大爆炸開始說起：

10^-6S時，夸克和膠子在強作用力下結合成質子和中子等重子族

溫度逐漸降低，在10億K時，少數質子與中子結合，形成氫、氦以及鋰的原子核（這就是太初聚變過程），此時仍然是原子核，還不能構成原子，而且還與更多的質子（氫原子核）仍然還在等宇宙的溫度降低與電子結合形成氫原子。

37.9萬年後，宇宙溫度下降到電子和和原子核形成氫原子、氦原子與鋰原子。宇宙也膨脹到足夠大，一鍋粥似的的濃湯也逐漸清朗，光子衝破重重迷霧得以在宇宙中歡快的奔跑。當然我們現在還能看到它，而這就是大爆炸的那束光，被宇宙膨脹紅移到了微波波段的宇宙微波背景輻射。

大爆炸能產生的元素就是氫元素、氦元素以及少量的鋰元素。

恆星能合成的元素

宇宙微波背景輻射在全向分佈上是均勻的，但據普朗克衛星觀測發現，仍然存在約十萬分之一的差異，當然宇宙在大爆發生時如果100%均勻的話，那麼我們的宇宙甚至到現在仍然還處在一片黑暗之中，因為均勻分佈的宇宙無法誕生恆星！

從大爆炸到宇宙膨脹，再到1989年COBE衛星發射獲得的低分辨率微波輻射，再到普朗克的高分辨率微波輻射照片，當然天文學家總是極盡誇張之能事，那是萬分之一的差異給渲染得燈紅酒綠。

無論如何，恆星誕生了，開始一路生產元素之旅，質子鏈的反應從氕到氘，再從氘和氕聚變成氦三，再從氦三聚變成氦四，再到碳、氧、氖、鎂、硅、硫、鈣一路到鐵，那麼這些元素都是這麼變出來的呢？

質子的數量就決定元素的類別，比如兩個質子的是氦，三個質子的鋰，四個質子的鈹，五個質子的硼，六個質子的是碳，7顆質子的是氧.........但元素卻不是質子質子數的堆積，因為兩個質子要克服庫倫勢壘的難度極大，因此中子就很有必要了，比如在最初的氕氕聚變時就是一顆質子轉變成了中子，變成氘，有了電中性的中子調和，聚變結合能往後就順暢多了。

看起來這猶如砌磚一樣簡單的過程，對於人類來說難如登天，但這也不是所有恆星都具備，比如太陽就只能到達碳元素和氧元素級別，而7-10倍太陽質量以上的恆星則可以演化到鐵元素，我們從元素的比結合能知道，鐵之前的元素聚變是可以釋放能量的，但從鐵元素之後的聚變，還需要吸收能量，因此在恆星正常燃燒的階段內是不可能產生了。此時產生重元素的路子還有一條：慢中子俘獲（S過程）

此時的恆星內部會有極強的中子輻射，因此這些輕元素的原子核就有可能會俘獲到中子，但中子過多會有一個問題，它會發生β衰變，放出一個電子和中微子，變成一個質子，我們會發現這個原子核的質子就有可能一個個累積起來！那麼效率如何呢？

中子俘獲後又衰變的過程

慢中子俘獲的效率極低，因此對於生產新元素來說，慢中子俘獲並不是一個有效途徑，而是一個聊勝於無的途徑，紅巨星內核中比鐵更重的鈷、鎳、銅、鋅就是這麼來的。但此時恆星內核再無能量輸出，鐵核坍縮即將超新星爆發。

超新星合成的元素

前文說了鐵核後面的元素需要吸收能量才能誕生出新的元素，而鐵就是分水嶺，如下圖，這就是元素的比結合能表。

因此這些重元素只能在超新星爆發的巨大能量中產生，而超新星中誕生別鐵更重元素的有效手段是：快中子俘獲（R過程）

超新星爆發時會產生密度極高的中子流，甚至100萬億億個/立方厘米/秒，在如此天文上數字般的的中子撞擊下，重原子核猶如糯米糰掉到了芝麻堆裡，而過多的中子又會不穩定快速β衰變，變成如銥、鋨、鉑、金等貴重金屬元素，像生產的流水線一樣被大量生產出來。

中子星和並能合成的元素

超新星爆發後恆星重元素所在的內核質量大部分坍縮成了中子星，因此從過程看超新星爆發生產的重元素是比較有限的，而大量的重元素比如金元素等則主要通過中子星合併等極端天文事件產生。

中子星物質被中子星引力束縛是非常穩定的，但在兩顆中子星碰撞後將會失去這個穩定性，中子會通過β衰變成質子，並伴隨著中微子輻射和γ射線，而在這個過程中，中子星碎塊會衰變成各種元素，這取決於衰變到那個質子數時即產生穩定的元素原子核質子數與中子數組合，而這個結果一般就是偏向於重元素，一般認為75號以上的元素大都來自中子星合併，比如放射性元素鈾。

黑洞和並

從來沒有聽說過黑洞合併還能產生元素，一個黑洞一毛不拔，兩個黑洞更是一毛不拔，是不可能產生元素的，不過黑洞在合併不過程中的超級伽瑪射線暴卻有可能促成大氣層中生成新的化合物。

伽瑪射線暴的的單光子能量超過太陽光的幾十萬倍，轟擊大氣高層的臭氧，直接解離臭氧分子，與大氣中的氮結合成二氧化氮，一種棕紅色刺鼻且有毒的氣體，失去臭氧層的地球會遭受波長極短的高能紫外線照射，這是伽瑪射線暴對地球影響的第一波，高能的伽瑪射線也有可能直達地面破壞生物DNA，這是第二波（影響速度上來看這才是第一波），因此黑洞合併會間接給地球製造出麻煩的化合物，繼而影響地球生命。

還有比92號以上更高的元素嗎？

更高質子數的元素，比如92號以上，都是人工製造的元素，但這些元素是極不穩定的，很快就會衰變成其他元素。比如U-238)衰變過程U(鈾)-238 → Th(釷)-234 → Pa(鏷)-234 → U(鈾)-234 → Th(釷)-230.....一直到Pb(鉛)-206，不過U-238的半衰期高達44.68億年，而92號以上的比如93號元素的鎿的半衰期只有214.5萬年，而118號元素的半衰期12毫秒，小於肉眼反應時間。

超鈾元素列表，上面的很多字各位會念不？

地球是怎麼誕生的？

康德-拉普拉斯星雲說在200多年前就解釋了太陽系誕生的秘密，而對鄰近銀河系內金牛座以及獵戶座星雲的觀測也證明這種說法。因此太陽系在46億年前誕生於奧爾特雲這個假設具有極高的可信度！

奧爾特雲也許受到一次鄰近超新星爆發的影響，導致其滿足金斯不穩定性而開始坍縮，從形成博克球狀體到內部誕生恆星星核，星雲扁平化，在盤面上形成了行星誕生的星核，而中心繼續誕生原恆星，當恆星開始發光，將周圍的比較輕的分子云驅趕到了小行星帶的外圍，而比較重的物質則留在了內行星軌道，這也是內行星都是岩石質行星，木星等行星長成氣態巨無霸的主要原因。

地球上的元素完全繼承於上一次超新星爆發，理論上來看超新星爆發並不會誕生太多的重元素，而地球上的元素結構也大致符合這個規律，假如奧爾特雲形成於中子星合併的星雲的話，它將不可太可能誕生出恆星，因為氫元素含量太低，而且由於重元素比例過高，即使誕生星系也很難形成生命。所以魚和熊掌不可兼得哦，黃金和生命只能二選一。

地殼元素丰度表，誕生在一顆這樣的星球上，生命是不是非常幸運？