《科学24小时》
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原初黑洞 宇宙的炼金士
2018-05-12 00:06:00研究历史的人们有一个疑问：据历史文献记载，汉朝盛产黄金，后来却逐渐减少了。那么，黄金究竟去哪里了呢？
历史学家们并不知道，在汉朝，黄金和黄铜是混为一谈的。不仅如此，在更早的时候，凡是金属都被称为金。如果片面地认为“金”就是黄金，那就很荒唐了。
然而，也不能就此埋怨历史学家。因为从矿石中提炼黄金和铜时，铜与金的熔点都是一千多度，提炼的纯度并不高。面对一大堆金黄的东西，即使古时的炼金士也难辨所以。
到了科技发达的现代，天文学家尝试从恒星的演化方面来说明黄金的由来。按照他们的解释，一切重金属都是宇宙的超新星爆炸产生的。
每一颗恒星都是一个大熔炉，它们因为燃烧元素而发出光和热。具体而言，它们通过依次燃烧氢、氦、碳等元素，产生出更重的元素。之后，恒星会发生大爆炸，也就是超新星爆发，爆发产生的重元素喷洒到宇宙中，落到地球上，从而产生了黄金。
原初黑洞从哪里来
最新的理论认为，黄金并不是在超新星爆发中产生的，而是由原初黑洞产生的。原初黑洞可以看作是宇宙的炼金士，它产生出了各种各样的重元素。
实际上，黑洞是宇宙中的庞然大物，具有巨大的质量，可以吸引靠近它的所有东西，包括光，也包括恒星。
恒星演化到了末期，会变成体积巨大的红巨星。由于质量不一，它们最终会演化成不同的结果。如果一颗恒星质量小于3个太阳的质量，那么它就会演化成致密的白矮星。如果质量大于3倍小于8倍的太阳质量，它就会变成密度更高的中子星。如果质量大于8倍太阳质量，那么它就会变成黑洞。由此看来，黑洞比中子星的密度高得多，它是一个引力的起点，具有无限大的吸引力。
但是，黑洞并不都是恒星演化的结果，在天文学理论中还有一种黑洞，它们被称为原初黑洞。就像这个名字所揭示的含义那样，原初黑洞是宇宙最早期的一批居民。它们在宇宙大爆炸开始的时候就出现了。
在大爆炸之后，宇宙中有许多致密的区域，由于自身的引力而产生塌缩。它们不像大规模的黑洞那样，需要经过几十亿年的演化才能形成，而是在很短的时间内，甚至在几秒之内瞬间演化成黑洞。
它们的质量可能非常小，小于一个原子，甚至类似于基本粒子，但它们具有黑洞的特性——引力无穷大。
从内部瓦解中子星
原初黑洞很小，但是它们在宇宙诞生的初期大量存在，并且在宇宙中四处游荡。它们可能会与一颗中子星相遇，在吞噬中子星后，创造出宇宙中的重金属元素。因此，它们被称作宇宙的炼金士，不仅炼出了黄金，也炼制出其他更多更重的元素。
原初黑洞吞噬中子星的过程很特别。一般大型黑洞都是利用庞大的身躯，让靠近的中子星变成粉末，继而形成一个圆环，环绕它们运行，一点点地从中子星上吸收物质。而原初黑洞不同，它虽然仅仅是一个小点状物，但却可以像一颗子弹那样，射进中子星的内部，从内部来瓦解中子星。
原初黑洞吞噬中子星时，中子星会逐渐收缩，并且旋转得越来越快。最终，在靠近赤道且达到逃逸速度的外层物质逃离之后，剩下的部分发生坍塌，形成了黑洞。
炼制元素的大熔炉
通常而言，恒星通过正常的核聚变反应只能产生铁及其比铁轻的元素。因此，要想产生诸如金、铂和铀等比铁重的元素，就不得不依托更复杂的机制，需要有更强大的熔炉。原初黑洞吞噬中子星的过程就是这样的一个大熔炉，一个比超新星爆发还要剧烈的大熔炉。
只有在那里，才能够产生更重的金属元素。由此推断，宇宙诞生之初，只有氢和氦两种元素。至于生命中包含的其他元素，都来源于宇宙，来源于原初黑洞吞噬中子星时形成的大熔炉。
正如著名天文学家、科普家卡尔·萨根在《宇宙》系列著作中所强调的：“我们DNA中的氮、牙齿里的钙，血液中的铁和我们苹果派的碳都是在坍缩恒星的内部被创造出来的。因此我们都是星辰。”
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