宇宙黄金从哪来？中子星合并揭秘纯金天体概率几何？

文 |无言

宇宙里有没有纯金天体？这事儿可不是民科瞎琢磨，是天体物理学界正经探讨的理论课题。

第一次看到这个研究方向的时候，我还真愣了一下，毕竟黄金在地球上都算稀罕物，更别说一整个天体全是黄金了。

但咱今天不是聊科幻，是基于实打实的观测数据和理论模型，掰扯清楚纯金天体这事儿到底靠谱不靠谱。

聊起宇宙里的元素家底，氢和氦绝对是老大哥，几乎包揽了宇宙物质的绝大部分，剩下的所有重元素加一块儿才凑个零头。

金在重元素里更是稀有得可怜，它的宇宙丰度连氢的千万分之四都不到。

如此看来，想凑出一个全是金的天体，第一步就得过“原料稀缺”这关。

金元素的诞生，和氢氦这种宇宙大爆炸时期就形成的元素不一样。

它的出生地都是宇宙里的“极端片场”，

超新星爆发时的快中子捕获过程，能让铁族元素快速“长胖”变成金元素，这是金的一个重要来源。

更牛的是中子星合并，2017年观测到的GW170817引力波事件，直接给这个结论拍了实锤。

那次千新星爆发，被证实抛洒出了相当于好几个地球质量的黄金。

我觉得这事儿特有意思，咱们手上戴的金戒指，说不定其原料就是某次中子星撞出来的产物。

除了这两种主流途径，非对称超新星爆发和磁星活动也可能造点金。

这些过程凑在一起，才构成了宇宙中金元素的来源网络。

但甭管哪种途径，金都不是单独出现的，每次制造过程都会伴随一堆其他重元素，这就为纯金天体的形成埋下了第一个障碍。

金元素的来源搞清楚了，接下来就得算算纯金天体形成的概率。

天体物理学界有个简化的概率模型，专门用来测算这事儿。

公式很简单，就是金原子在宇宙中的占比的N次方，N是天体的原子总数。

本来想单纯算个概率就完事，但后来发现这个数字的夸张程度超出想象。

拿1克黄金举例，这玩意儿看着不起眼，里面却装着3×10²¹个金原子。

把这个数字代入公式，算出来的概率小到连物理上都懒得考虑。

天体质量要是再大点，这个概率还会指数级下降。

很显然，光从概率层面看，纯金天体的形成就已经是天方夜谭了。

我私下里还琢磨过，这个模型其实已经做了理想化处理，它假设原子聚集是完全随机独立的。

真实的宇宙环境比这复杂得多，所以实际概率只会更低，不会更高。

这就好比你想在沙漠里找一粒特定的沙子，还得让这粒沙子周围全是一模一样的沙子，难度可想而知。

概率已经低到离谱，天体形成的实际过程又给纯金天体的出现加了一道锁。

这把锁就是元素混合效应，星际介质里的各种物质，从来都不是分堆儿存在的，它们会在引力和宇宙射线的作用下充分混合。

行星形成理论早就证实，原行星盘里的物质混合效率高得吓人。

甭管是岩石行星还是气态巨行星，它们的形成都是各种元素“一锅炖”的结果。

地球就是个典型例子，地核、地幔、地壳的元素成分各有不同，但没有任何一层是单一元素构成的。

就算是在金元素相对富集的区域，比如超新星遗迹或者中子星合并抛射物的落点，金也得跟其他元素搭伙过日子。

观测数据显示，这些区域的金丰度顶多比宇宙平均值高几个量级，离形成纯金天体需要的浓度差着十万八千里。

看到这些数据的时候，我都替纯金天体的“诞生”捏把汗，这根本就是不可能完成的任务。

虽然自然形成纯金天体的概率低到可以忽略，但理论物理学家们还是没放弃琢磨特殊情况。

早期宇宙的相变过程就是一个方向，有模型预测，宇宙暴胀期的量子涨落可能放大成宏观的密度波动，说不定能造成局部元素分布异常。

不过这种猜想目前还停留在理论层面，没有任何观测证据支撑。

还有一个更开脑洞的方向，就是高级文明的人工制造。

卡尔达肖夫III型文明理论上能玩转原子核排列，造个纯金天体对他们来说可能不算啥。

但这个设想已经跳出了自然天体的范畴，属于科幻和天体物理的交叉领域了。

研究纯金天体的不可能性，看着像是在做无用功，其实科学价值大着呢。

首先它能帮我们更深刻地理解元素合成和天体形成的关系，通过反向推导，反推天体形成的普遍规律。

其次，它还能为系外行星的成分分析提供理论参照，帮助天文学家解读观测数据。

最后，这种极端概率事件的分析框架，还能推动统计天体物理学的发展。

未来，詹姆斯・韦伯空间望远镜等新一代设备会持续发力，它们能更精确地测量遥远天体的元素组成。

这些新数据会进一步约束纯金天体存在的可能性，也会让我们对宇宙物质演化的认知更上一层楼。

纯金天体在自然界中几乎不可能存在，这个结论不是对宇宙丰富性的否定，反而体现了自然规律的一致性。

宇宙通过恒星的生死循环制造和散播重元素，又通过物理规律让这些元素充分混合，才形成了我们看到的多姿多彩的天体世界。

对这种看似不可能的问题的探究，恰恰是天文学的魅力所在，它能让我们在不断的追问中，触摸到宇宙最深处的奥秘。

支持作者，写作不易！如果您喜欢我的文章，可以点个“关注”，成为铁粉后能第一时间收到文章推送。