本文来自微信公众号：原理（ID：principia1687），作者：不二北斗，题图来自：《普罗米修斯》
科学家认为，宇宙中的物质是由普通物质和暗物质组成的。尽管大量的天文观测都指向暗物质是真实存在的，但我们对暗物质的本质却一无所知。而今天我们所熟知的一切，包括恒星、行星、地球上的所有东西，都属于普通物质。
普通物质由原子构成。每个原子的原子核都包含了中子和质子，而质子的数量决定了元素的性质。目前，已知的元素周期表中含有100多种元素。这些元素是同时出现的吗？它们是从哪里以及如何被创造出来的？
经过漫长的探索，我们现在得知，元素周期表中的元素是在不同时间里由八种不同的方式创造出来的。
大爆炸
创造新元素的过程被称为核合成，始于大约138亿年前的大爆炸。在大爆炸的几微秒后，质子和中子首先被创造出来。不久后，元素周期表中最轻的元素——氢和氦开始出现，同时形成的还有少量的锂。今天，氢和氦仍然是宇宙中最丰富的元素，它们是恒星的主要成分。
大质量恒星
正如生命一样，夜空中闪烁的恒星也有始有终。恒星的寿命取决于其质量的大小，质量越大的恒星寿命越短。那些大质量恒星会很快的就耗尽自身的燃料，迅速走向生命的终点，并在一场绚丽的超新星爆发中，结束生命。而在这个激烈的过程中，它们会创造出大量的元素——从碳（第6号元素）到锆（第40号元素），散播到宇宙各处。
小质量恒星
相比于明亮夺目的大质量恒星，宇宙中还遍布着像太阳一样生命悠长的小质量恒星。在这些恒星的内部，核合成一般在碳和氧（有时可以达到镁和氖）产生后就停止了。虽然这些恒星中的聚变很难走向更重的元素，但它们却在默默地付出，创造出了很大一部分较重的元素——从锶（第38号元素）到铋（第83号元素）。
白矮星爆发
垂死的小质量恒星会抛射掉它们丰富的外层，留下一颗致密天体——白矮星。如果白矮星是在双星系统中形成，白矮星强大的引力会掠夺其伴星的物质。而当白矮星的质量超过一个极限时，就会爆发形成所谓的Ia型超新星，并将它的全部质量抛射到周围的环境中。这个过程会产生从硅（第14号元素）到锌（第30号元素）的元素。
中子星合并
质量较大的恒星在耗尽燃料时，会坍缩形成更加致密的天体——中子星。中子星的半径只有约10千米，但是它的质量却与太阳相当。当两颗中子星慢慢靠近并最终并合时，不仅会释放出所谓的引力波，还会释放出电磁波。
引力波和电磁波带来的信息，使天文学家能够探索中子星的内部组成，并揭示宇宙中最极端条件下的物质性质。事实上，从铌（41号元素）到钚（94号元素），宇宙中最重的自然元素都是在这个过程中创造出来的。
宇宙射线
当来自高能天体物理源产生的宇宙射线朝地球冲击而来时，宇宙射线的能量足以分裂较重的原子核，通过裂变产生锂（3号元素）、铍（4号元素）和硼（5号元素）。
放射性衰变
具有相同质子数但不同中子数的原子被称为同位素。一些同位素不稳定，它们通常会通过释放一个α粒子（即氦核）或经历所谓的β衰变（即一个中子转变成质子、电子和反电子中微子）产生新的粒子。通过衰变产生的元素包括锝（43号元素）、钷（61号元素）和许多比铅（82号元素）更重的元素。
人造元素
人类并不满足于自然条件下创造的元素，在科学家的努力下，元素周期表仍然在扩展。科学家已经在实验室、核反应堆或核爆炸中合成了95至118号元素。这样的探索仍在继续，我们渴望知道元素周期表的极限究竟在哪里。
#参考来源：
https://bigthink.com/starts-with-a-bang/8-ways-elements-made/
https://news.mit.edu/2021/neutron-star-collisions-goldmine-heavy-elements-1025
本文来自微信公众号：原理（ID：principia1687），作者：不二北斗