黄金在地球上是最珍贵的元素之一,在宇宙中也十分稀有,含量只有一百亿分之六。氢元素是宇宙中含量最多的元素,与氢相比黄金真是少得可怜,每找到亿个氢原子才能找到一个金原子。即使黄金如此稀有,然而宇宙很大,按照太阳系的总质量估算也有亿亿吨的黄金。
太阳系的黄金储量很高,但以人类目前的技术还开采不到。自古以来,“点石成金”就是全人类共同的梦想,然而所谓的炼金术从来没有成功过。
随着化学的发展,人们认识到炼金术是不可能的。19世纪,门捷列夫提出元素周期表,人类开始科学地研究身边的各种元素,以及它们之间相互转化的可能性。金是元素周期表中的第79种元素,金原子(金-)是由79个质子、个中子和79个电子组成的稳定的原子。炼金术通常是指化学反应,只涉及电子的得失,而不涉及原子核的变化,所以不能把其它元素转化成金元素。
人造黄金要靠物理反应,由其它元素的原子核发生聚变或裂变,得到或丢失一定数量的质子和中子。科学家在实验室里利用这种方法获得了各种金的同位素,包括金-、金-、金-和金-。但是,这些人为制造的金同位素并不稳定,容易衰变和转化成铂或廉价的汞。不仅如此,通过人工核反应制造黄金需要消耗大量的能量,是一门不划算的生意。所以,我们现在见到的黄金都是从金矿中提取的。
地球上的黄金是有限的,宇宙却可以生产黄金,现在已经发现两种方法,一种是超新星爆炸,另一种是中子星相撞。
在恒星的核心,氢元素发生核聚变转化成氦,氦再进一步聚变出更重的元素。恒星生产重元素的能力与它的质量有关,像太阳这类中低质量的恒星,最多只能合成8号元素——氧;质量比太阳大8倍的恒星,也只能合成28号元素镍。大质量的恒星在合成了26号元素铁之后,内核很快会失去平衡,引发超新星爆发的过程,释放出大量的自由中子。铁原子核捕获自由中子,就会合成更重的元素,包括金、铂,乃至铀和钚等。
在中子星碰撞过程中,较低原子量的元素获得了捕获中子的机会,可以合成大量的金元素。年,科学家观测到两颗中子星合并事件产生的引力波,代号GW。据估计,这起事件产生了大量的黄金,相当于地球质量的倍。根据这起引力波事件,科学家推测宇宙中大部分的金元素是由密度极大的天体合并过程产生的。
结语
化学炼金术行不通,人造核反应制造黄金成本太高,宇宙搬金还不现实。还是老老实实搬砖吧。