今天我们要讲的是轻元素中最稀有的三种元素，但是为了不让你们觉得无聊，我们先看一段视频活跃一下气氛。如果你看过《生活大爆炸》，那你或许对第三季中的第18集有印象，也就是Sheldon在醉酒后唱了一段《元素之歌》。这次我们听听这首歌的原版（个人非常喜欢！）： 怀念亚里斯多德的时代吗！
现在，我们进入正题。昨天在《宇宙大爆炸的五个事实》中提到过，在宇宙中的物质成分中绝大部分都是氢（1号元素）和氦（2号元素），只有极其少量的元素为氘、氦-3和锂-7。早期的宇宙并没有产生任何的重元素，原因很简单：在炽热和致密的状态下，粒子可以被聚合在一起，但同时它也够热足以再将它们分开。 只有当宇宙逐渐的冷却下来，粒子才不至于立即被分开，在那之后才慢慢地构筑起元素周期表。 宇宙最初的核合成反应，产生了氘、氦-3和氦-4。（? Joanna Kosmider） 但是，在大爆炸后的几分钟，99.999999%的元素终止在氦。直到恒星开始形成后才开始有了新的元素。尽管恒星燃烧的第一个步骤总是牵涉到在恒星中心的氢聚合成氦，但只要恒星的质量足够大，元素周期表就会慢慢被往上填。当恒星核心的氢气都燃烧殆尽的时候，它就开始收缩并加热。当温度达到1亿开尔文的时候，氦就会被点燃。之后，三个氦原子会慢慢地聚合成碳（6号元素），在这个过程中就会释放大量的能量。 一个新恒星团，充满了明亮、巨大的恒星，在它们核心会产生大量的碳。（? ESO） 上述的过程会发生在红巨星的阶段，如果恒星的质量越大，就会制造像氮、氧、氖、镁、硅、硫、铁、钴和镍的元素。此外，恒星燃烧时也会释放出自由中子。这些中子会和已经存在的元素结合，继续往上填满元素周期表，直到铅和铋（82号和83号元素）。最后，质量最大的恒星会在一场壮丽的超新星爆炸中结束自己的生命，所有的聚合反应也就此终止。理论上，这个过程中应该已经制造出所有周期表中可能的元素。
所有可能的元素，除了三个被我们忽略掉的。我们回顾一下，宇宙开始产生了氢和氦，所有的恒星都会产生氦，当恒星超过特定质量就会产生碳、氮和氧，以及许多的重元素。但是碳已经是6号元素，位于元素中的3、4和5号的锂、铍和硼发生了什么呢？当我们观测整个宇宙和太阳系的时候，我们想知道这几个元素的丰度是多少，结果发现在氦和碳之间有一个巨大的鸿沟，这三个元素被严重的抑制了。
这三个元素不能通过聚合更轻的元素来制造，因为把氢和氦加在一起会得到锂-5，而锂-5非常不稳定；把两个氦加在一起则会得到铍-8，也不稳定。另一方面，它们也不可能从碳和更重的元素中制造出来，因为这些只会产生更重的元素。 植物细胞的模型：初生壁和次生壁。如果没有铍，植物的细胞壁就不科恩给你存在。（? Caroline Dahl） 但是，锂、铍和硼不仅存在，特别是铍，还是地球上生命存在的关键元素。如果没有铍，植物中也就不会有细胞壁。（对大部分的我们来说，智能手机依赖的锂电池也同样必不可缺。） 由于植物存在，锂、铍和硼也存在，这就证明这几个元素必定是由某种方式产生的。这其中的谜底就藏在宇宙中的一些最极端的环境之中：黑洞、中子星、超新星和活动类星体。当这些宇宙大灾难被点燃的时候，就会变得非常活跃甚至爆炸，它们不仅辐射粒子。它们辐射的是已知宇宙中最高能量的粒子流——宇宙射线。
当这些宇宙射线击中由恒星产生的一个重元素，它就会被分裂，变成许多低质量的粒子。这个过程，称为宇宙射线散裂，产生了锂、铍和硼，这也是这些元素能够在我们星球上被找到的唯一原因。这三个元素是所有轻元素中最稀有的，而散裂过程是这些元素存在的理由。 下一次当你看到一颗植物的时候，你就不应当仅仅从演化的角度去思考，也要从宇宙的角度看待，正是这些元素植物才能够存在并茁壮成长。如果没有宇宙中的这些最灾难性、最高能的事件，这三个轻元素也就不可能会存在。 ▽ 点击文字查看更多文章 ▽ 天文悖论 | 虫洞=纠缠？ | 宇宙的成分 | 质子半径之谜 | 隐藏的新物理 | 标准模型 | 统一之路 | 磁单极子 | 从原子到万物 | 宇宙中的未解之谜 | 反物质 |宇宙的阴暗面 | 宇宙大爆炸 | 核聚变 | 无尽的宇宙 |
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