我们的身体起源于远古的恒星爆炸

2017-03-29 19:27科特·施塔格
读者·校园版 2017年8期
关键词:氢原子原子核水分子

科特·施塔格

在一个充满生命的星球上,任何一个分子的消亡都是不可避免的,在历史长河中也是无关紧要的。在汉斯·莫尔和彼得·朔普费尔合著的《植物生理学》中,他们曾测算,自4亿年前陆生植物进化出森林以来,它们的光合作用就相当于将所有的地表水分解了60遍。

从地质学的角度来讲,你所使用的大多数水和氧气的年龄普遍只有几个世纪或数千年,而非数百万年。因此,尽管我们和恐龙呼吸着同样的空气、喝同样的水这样的想法很酷,但在很大程度上并非事实。另一方面,构成这些氧气与水的原子的历史就要悠久多了。

如果你可以检测舌尖上分泌的单个水分子,或许你能发现宇宙两个不同历史阶段留存下的遗迹。138亿年前,在宇宙大爆炸发生后不久,属于你的那些氢原子就在亚原子颗粒的云团中凝聚而成。但氧原子还完全没有出现,因为氧原子需要在恒星中形成,而此时第一颗恒星都还没“出生”。你体内的那些氧原子比氢原子要年轻几百万岁甚至几十亿岁。

当原始的氢原子聚集成团簇,并变得足够庞大、密度足够大、温度足够高,便足以引发核聚变反应——第一代恒星就被点燃了。太阳核心的温度高达数千万摄氏度,其能量也来自类似的反应。在那团无比灿烂的等离子体中,电子脱离原子核的束缚,失去电子的原子核直接轰击了其他没有电子云保护的原子核。如此猛烈的撞击使得带正电荷的质子克服了相互之间的斥力,更强大的核力(强作用力)将它们结合在一起。新形成的结合体是氦原子的原子核。太阳能够在1.5亿千米以外促成地球上全部的光合作用,能够让你躺在沙滩上晒日光浴,靠的都是核聚变产生的巨大能量。

然而,你体内的氧原子诞生于更大的恒星中,这样的恒星可以使氢原子聚变成更重的元素。在水分子中,氢原子依附于占绝大部分质量的氧原子,但形成氧元素的核子曾经与更轻盈也更古老的氢原子是完全相同的。

当超巨星逐渐衰老并死亡时,新形成的氧原子就像花粉一样,从这朵明亮的火焰之花上飘落,飘散到了太空中。对夜空的观察好比是在游览一座花园,组成生命的各种元素在花园中渐渐成熟,而你的身体就是恒星花园收获的果实组成的复合体。

人们常说太阳为父、大地为母,但从原子层面上说,更精确的阐述应该是,地球和太陽都是我们的兄弟姐妹,因为形成它们的恒星残骸,其成分和我们体内的元素一模一样。从某种意义上来讲,地球确实是我们的代孕母亲,因为我们的身体起源于它,但我们如今能够存在,根本上还是因为那些已经死去很久的恒星生母。

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