“金子”竟是外星产物！科学家能“生”金吗？

大家都知道很多物质都能人工合成，就比如说钻石，科学家就能通过高科技设备，给予高温高压的环境，利用碳元素合成。那么黄金是从何而来，为什么不能通过高科技设备合成呢？黄金之所以贵是因为地球没有办法自己产生黄金，也就是说地球从诞生起有多少黄金，到今天就还是多少黄金，开采一些，“库存”就少一些，可不就贵吗？至于金子从哪来？这就是一个很长的话题了……

原来“金子”才是外星产物

天体物理学家研究发现，黄金来源于罕见的恒星灾变。在46亿年前的地球形成之初，包括黄金在内的重金属都沉到地球中心，地球表面几乎很少有黄金之类的金属。然而在40亿年前，新形成的地球遭到了重创，经历了一段被称为后期重轰炸的时期，一股小天体风暴撞击了它，把黄金和其他新金属带到了地球上。

值得强调的一点是，其实地球上构成所有物质的元素全都来自太空。我们在地球上逐渐发现它们，并从1869年开始，将它们从轻到重陆续排进著名的门捷列夫元素周期表；从只有一颗质子的氢元素到拥有94颗质子的钚元素，但那时我们还不知道它们的出处……

最轻的两个元素———氢和氦都自发生成于宇宙诞生伊始，它们是构成所有早期恒星的原料。在恒星随后的演化过程中，随着核聚变反应，质子数更高的重元素得以生成。很快就有了组成我们机体的碳、氮、氧、钙……恒星向周围的太空播撒这些元素，令它们在星云中的含量不断增多。最后星云坍缩，太阳、地球、其他行星和小天体就形成了。

总之，地球拥有的所有黄金，源自太阳诞生之前在宇宙发生的超级灾变。

漫漫“寻金”之旅

金子竟然是从宇宙中来的！宇宙究竟发生了什么，才产生了金子？

长久以来，其实科学家们也想知道宇宙中的金、铂、铀等重元素到底从何而来。为此付出了大量的时间和精力寻找答案，对于未知的探索就是不断猜想验证又不断推翻重来的过程，科学家的“寻金”之路也同样曲折不断。

科学家们一度认为，恒星寿命末期的超新星爆炸，足够提供重原子产生所需的能量。然而，是否还有其他的来源并不完全确定。这个疑问直到2018年才取得了进展。

中子星是巨大恒星的核心崩塌后的产物。科研人员发现当两颗中子星因为引力围绕彼此旋转时，就会向宇宙释放出汹涌的引力波。这两个中子星会因为引力波而失去轨道能量，逐渐靠近、碰撞，发生爆炸。科研人员便据此建立了中子星并合模型，模型表明会产生一种被称为千新星的爆炸现象，这个过程也会产生足够的能量，足以形成大量新生的重元素：金、银、铀、铂，以及其他重金属。值得一提的是，这个“大量”，足以以地球的质量为单位。

终于在2017年8月17日，由美国的引力波激光干涉天文台首先探测到了预想的引力波信号，之后还通过光学红外望远镜探测到包括黄金和白金在内的重金属成分，重金属来源于中子星碰撞这一长久以来的理论终于得到了初步验证。而且这一次观测中发现包含了大约10个地球质量的黄金和白金。

经过这次验证，科学家们确认中子星碰撞也可以产生金、银、铀、铂等重金属，但是哪一个产生机制主导，科学家们并无定论。

2020年发表在《天文物理期刊》的一项来自澳大利亚的星系演化分析发现，中子星碰撞不会产生以前假设的重元素的数量，即使是对中子星碰撞的频率进行最乐观的估计也无法实现。这就意味着，中子星碰撞产生的金元素的宇宙含量，可能只占目前观测到的很小的一部分，中子星的作用可能被大大高估了。

尽管如今黄金的来源依旧无法盖棺定论，但相信在不久的将来谜底就会解开。

科学家的“生”金尝试

原来科学家们在寻找金子的来源这条路上进行过这么多的猜想与探索，这般不屈不挠的探索精神真是令人敬佩！还有一个小小的疑问：人类会通过核反应堆或粒子加速器制造原子，那科学家们有没有试过人工制造黄金呢？

当然尝试过，但目前只能通过粒子加速器等装置实现原子的碰撞，从而产生金原子。但就如同从喷射到地球上的金原子，到被人类开采使用需要数百万年的原子衰变和聚集一样，科学家想要人工“生”金，也需要经历同样的化学及物理变化才行，这个过程所需要的漫长时间，就不是人力所能及的了。

地球上的黄金并非无穷无尽，生活在地球上的我们也等不到宇宙第二次的馈赠，它“贵”在资源不可再生，也贵在科学家求知若渴的不懈坚持。“不断积累，飞跃必来，突破随之。”宇宙之阔浩瀚无边，如今所有的发现都只是起点，人类对宇宙的探索将永不止步。

来源：中国科学技术馆官方账号