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对 很多人而言，元素周期表只是一个在中学课本上满是格子的图，而我们稍有认识的也只是中考、高考里常出现的前20个元素。虽被大众遗忘，但元素周期表的光芒并不会因此消减。这张图表是人类文化的第一标志，它是全人类科学探索的见证——包括发生在实验室里的，粒子加速器里的以及宇宙研究前沿领域的。  那么，元素周期表里的元素是从哪里来的？你可能会说——地壳，没错，那么地壳里的元素又是从哪来的？要回答这个问题，还真得了解一下宇宙的起源和演化。  宇宙元素来源（图片来自知乎网友） 只有三种元素（氢、氦、锂）是在宇宙大爆炸时“炸”出来（自然出现）的，其余都是从高温的恒星核心以及垂死恒星爆炸后的余烬中锻造而来，可以说恒星是制造重元素的工厂。后代的恒星系统又吸纳了这些重元素，从而形成行星，继而诞生人类。  氢（H） 氢（H）是最轻最简单的元素，原子核内只有一个质子，它完全是大爆炸时期产生的。在94种天然元素中，氢占据了人体内所有原子数目的三分之二还多，在宇宙的所有原子中更是超过90%，包括太阳系在内的所有尺度都是如此。每一天每一秒，在太阳那个温度高达1500万开尔文的核心里，就有45亿吨高速移动的氢原子核撞击形成氦，转变成（人类赖以生存的）能量。  氦（He） 氦（He）是元素周期表里第一个也是唯一一个在地球以外发现的元素。1868年一名法国天文学家在观测日食时，对太阳光谱分析，发现其中存在一种地球上不存在的元素。作为来自太阳的新物质，他被赋予了一个从希腊文（helios太阳）拼出的名字，这就是氦（Helium）。直到1895年，人们才在地球上发现了氦。 氦气是一种低密度气体，当你吸入氦气时，会暂时提高你的气管和喉咙的振动频率，使你的声音听起来像米老鼠。氦是宇宙中第二简单和丰富的元素。虽然丰度（原子数比例）小于氢，但它的含量是宇宙中除了氢之外所有元素总和的4倍以上。在氦元素在地球上被发现并分离出来的30年之前，1868年日全食期间，天文学家们在太阳的日冕光谱中探测到了氦。正因此，氦（helium）才得名于希腊太阳神Helios。氦的浮力是氢的92%，但不那么易燃易爆炸，所以节日的庆典活动上用的大型充气人偶就是用氦作为填充气体的，这也使得举办这种活动的商场等单位，成了仅次于军队的第二大氦元素用户。  节庆时的大型充气玩偶充的大多是氦气 锂（Li） 锂（Li）是宇宙第三简单元素，原子核里有三个质子。就像氢、氦一样，锂也是在大爆炸中制造出来的，但是锂会被每一个已知的核反应所破坏，容易成为反应原料。  科学家猜想新星爆炸可能是锂的主要生产工厂 碳（C） 碳（C）元素能够合成很多分子，其种类要比其他所有不含碳的分子总和还要多。宇宙中有大量的碳，它们在恒星核心里被锻造，又被翻搅到恒星表面，并大量释放到星系空间里，所以碳是最适合成为化学和生物多样性的基础元素了。  碳的聚变反应生成氖、氧 氧（O） 氧（O）丰度排名略胜于碳，是从爆炸恒星的残骸里锻造而出的。氧元素是宇宙中丰度排第三的元素，这个排位得益于：1、其他元素要么不参与主流的反应，要么在晋级的路上成为炮灰（比如锂）；2、多数恒星终结于碳和氧；3、氧元素的产量高，碳、氖的燃烧（聚变）等过程都产生氧。 钠（Na） 钠（Na），除了作为食盐的活性成分外，也是目前城市路灯最常见的发光气体。钠光灯比白炽灯“燃烧”得更亮，寿命也更长，但都比不过LED灯，因为LED在特定的功率下更亮，也更便宜。钠灯有黄白色的高压钠灯和橙色光的低压钠灯。低压钠灯对天体物理学研究的干扰是最小的。  铝（Al） 铝（Al）占据了地壳的近10%，但我们的曾祖父母对它并不熟悉。它直到1827年才被识别分离出来，到20世纪60年代才进入普通家庭。抛光后的铝可制成几近完美的可见光反射镜，是今天几乎所有望远镜的首选涂层。  铝箔具有很高的反射率 钛（Ti） 钛（Ti）的密度是铝的1.7倍，但强度却是其2倍以上。因此这个地壳中第九丰富的元素已经成为许多用品的宠儿，比如假肢、军用飞机部件，都需要高强度且轻便的金属。钛氧化物的特征充满了红色恒星的光谱，它对地球也并不陌生：星光蓝宝石和红宝石的星彩就是由晶格中的钛氧化物杂质造成的。此外，望远镜圆顶的白色涂料含有钛氧化物，它的作用在于能大大减少望远镜周围空气中积累的阳光热量，黄昏时分，靠近望远镜的空气温度能迅速与夜间空气温度一致，使得恒星和其他宇宙天体的光线变得锐利而清晰。  星光蓝宝石戒指  铁（Fe） 铁（Fe）从很多方面都可以说是宇宙中最重要的元素，也是在大质量恒星中心制造出的元素。铁的特殊之处在于，它的每个核粒子具有的总能量最小。这意味着：如果通过核裂变分裂铁原子，它们会吸收能量，如果通过聚变来合成铁原子，它们也会吸收能量。别忘了恒星就是在忙着制造能量，随着大质量恒星在其核心制造和积累元素，它们也正在接近死亡。如果没有丰富的能量来源，这颗恒星就会在自己的重量下坍塌，紧接着反弹，形成猛烈的超新星爆发。在超过一周的时间里，它就会比10亿个太阳还亮。 巨蟹星云具有富金属元素的气体 铱（Ir） 铱（Ir）是元素周期表里三种最重的元素之一，三个桶装水（56升）的铱，重量就比一辆坦克还重。铱是这些事件的铁证：在世界各地的白垩纪、古近纪地层交界处，都发现了可追溯到6500万年前的铱元素。 标志为白垩纪-古近纪界限的地层中含有铱元素（红色箭头所示） 并非巧合的是，当时凡是比登机箱大的陆地物种都灭绝了，包括传奇一般的恐龙。铱在地球表面实为罕见，但在直径10千米的金属小行星上相对常见，当小行星撞上地球时，会因撞击而气化，于是把它带来的铱洒在了地球表面。所以，无论你喜欢哪种恐龙灭绝说，来自外太空的一颗珠峰大小的杀手小行星都应该名列榜首。 小小的表格，元素周期表，细细斟想，却有来自宇宙深处无限的魅力。最后，让我们默默致敬150年前，总结出元素周期律的科学家门捷列夫。 科学不但能“给青年人以知识，给老年人以快乐”，还能使人惯于劳动和追求真理，能为人民创造真正的精神财富和物质财富，能创造出没有它就不能获得的东西。 ——门捷列夫 美编：HCN 校对：张腾飞 |
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