黃金,是一種非常珍貴和稀有的金屬,被廣泛用于裝飾品、珠寶、貨幣、電子器件等領(lǐng)域。黃金之所以是貴金屬,價格比較昂貴,就是因為構(gòu)成黃金的金元素在地球上的豐度很低。并且由于黃金的比重比其它元素大,在原始地球形成的過程中,這些金元素大部分都沉入了地核,這使得地殼中的黃金更為稀有。
實際上,黃金不僅在地球上比較稀有,在整個宇宙中仍然是非常稀有的東西。
現(xiàn)在很多人常說買鉆石不如買黃金,因為黃金保值,而鉆石卻不保值。鉆石又稱作金剛石,是由碳元素在超高壓的條件下形成的,目前人類已經(jīng)能夠以較低的成本人工合成鉆石。并且形成鉆石的碳元素,在地球上的豐度非常高。太陽系外側(cè)的木星、土星、天王星和海王星,這4顆質(zhì)量較大的行星,由于大氣濃厚,大氣壓十分巨大,根據(jù)科學(xué)家的推測,這4顆行星上面有可能會下鉆石雨。
然而黃金目前來說幾乎是無法人工合成的,這是因為金元素的形成條件極為苛刻。
大名鼎鼎的經(jīng)典物理學(xué)奠基人牛頓就曾經(jīng)癡迷于煉金術(shù)!點石成金,從化學(xué)角度而言是不可能的,但從核物理角度而言確是可以實現(xiàn)的,實現(xiàn)方式就是通過核聚變將兩個較輕的原子核合并成較重的金原子核。不過這在理論上雖然是可行的,但在實際操作中,將別的元素轉(zhuǎn)變成金元素的成本極其昂貴,合成成本已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了黃金的價值。
根據(jù)科學(xué)家的研究,早期宇宙中的物質(zhì)主要是以氫元素等輕元素為主,而比氫還重的元素主要是通過恒星這個元素制造工廠以核聚變的方式生產(chǎn)出來的,比如太陽目前就在不斷的消耗氫合成氦元素,并釋放出超乎想象的能量,地球上的所有生命還都離不開這種能量。據(jù)悉太陽每秒鐘大約會消耗掉是400多萬噸氫,將之轉(zhuǎn)化為能量,以輻射的形式釋放到宇宙中。在46億年的時間里,已經(jīng)消耗掉相當(dāng)于100個地球質(zhì)量的物質(zhì)。不過大家不用擔(dān)心太陽燒沒了,由于太陽質(zhì)量十分巨大,約占太陽系物質(zhì)總量的99.86%,目前其消耗的氫僅占太陽質(zhì)量的萬分之三。
恒星雖然號稱宇宙中的元素制造工廠,不過在其發(fā)光發(fā)熱漫長時光中,其最多只能合成到26號鐵元素,相對原子質(zhì)量比鐵還重的元素需要質(zhì)量在太陽質(zhì)量8倍及以上的恒星在生命的最后一刻才能創(chuàng)造出來。
這類大質(zhì)量恒星,在其生命最后一刻,會以超新星爆發(fā)的形式結(jié)束其光輝的一生,這一過程會瞬間釋放出巨大的能量,使得一些極其遙遠(yuǎn)的恒星在夜空中變得非常明亮。正是這種極端環(huán)境,才能夠合成金等重元素。此外,雙中子星合并形成黑洞的過程中,也會形成金元素等重元素,并將之拋射到宇宙空間中。這一過程可比超新星爆發(fā)還猛烈的多,會產(chǎn)生伽馬射線暴。
由此可見,黃金的形成過程真的是十分苛刻,也難怪它在宇宙中如此稀有。其實,元素周期表中排名靠后的重元素的形成條件都很苛刻,因此它們在宇宙中的豐度遠(yuǎn)沒有碳、氧等輕元素高。我們的身體由數(shù)十種元素構(gòu)成,從元素的形成條件來看,每個人都可以算作是星塵之子。