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黄金起源：宇宙的炼金术

我们知道黄金很稀有，但是你知道地球上的黄金储备量到底有多少呢？答案是4亿亿吨。要知道地球的总质量约为60万亿吨，而金元素的质量就占据了地球总质量的15万分之一。

这个数据听起来不大，但是如果将这4亿亿吨黄金平均分配给全球70多亿人口，那么平均下来，每个人都是拥有600万吨黄金的顶级富豪。只不过，地球上大量的黄金都储藏在地核深处，缺钱又不怕热的朋友可以试着往下挖挖看。

但是相比古代人对黄金的狂热追求，现在的年轻人反而觉得黄金又老又俗气，更喜欢洋气的钻石。老谭想说，如果你了解了黄金的起源之谜，不但不会觉得这黄金一点都不俗气，反而它还是全宇宙唯一的硬通货。

那么黄金是如何诞生的呢？这就要从一次宇宙的炼金术开始说起。

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黄金传说

在2600年前，古埃及文明就对黄金有着这样的描述，当时的法老图什拉塔称在埃及，黄金遍地都是，“比泥土都多”。而事实上，在上古时期，从古埃及到现在的努比亚地区，确实是当时最大的黄金产地之一。

但遗憾的是，古代的文献资料里，其实并没有关于黄金起源的记载。难道说古代人类对这个问题一点也不好奇吗？

其实并不是，他们对黄金起源的想象，更多体现在一些荒诞不经的神话传说中。

比如说，古墨西哥印加王国的阿兹特克人，一直被称为“黄金的守卫者”。他们管黄金叫Teocuitlatl，翻译过来是“上帝的大便”的意思，当地还有一个“黄金城”的传说，说在印加王国首都下面，有一座地下城市，那里铺满了金银珠宝。

可能是过于高调，在1521年，航海家麦哲伦把这个“黄金城”的传说带回了西班牙，几年后西班牙带着暴富的美梦，成功入侵印加王国。而当时的国王为了活命，不惜拿出一间房子的黄金，至于黄金城是否被找到，咱们就不得而知了。

而在同一时期的希腊，大哲学家也是科学家的亚里士多德，对黄金起源有着更独到的看法，他认为，黄金起初是一种类似水的液体，当太阳射线穿透地表深处后，形态发生凝固，就成了我们现在看到样子。

而发现自由引力的牛顿表示不认同，当时的牛顿已经研究神学有点走火入魔了。他觉得黄金来自一种被上帝赋予精神力量的“圣石”，他还写出了用圣石冶炼黄金的秘方。可以说，牛顿才是炼金术师的祖师爷。

这种说法听上去很合理，但是忽略了本质，那就是金元素这种物质，究竟是如何在宇宙中诞生的？

超新星爆炸

金元素的化学符号是Au，这来自它的古拉丁文名称Aurora，而Aurora这个词汇的意思是“灿烂的黎明”。

而现在越来越多的科学家认为，这个“灿烂的黎明”就是金元素的起源。那么什么样的黎明是无比灿烂的呢？答案是超新星爆炸。

1957年，杰弗瑞·伯比奇、弗雷德·霍伊尔在内的四名物理学家，提出了一套可以解释恒星是如何通过诞生和灭亡创造元素的理论。根据这个假想，不光是金元素，包括元素周期表后几行的稀有重元素，乃至组成碳基生命的碳、氧、氢元素，都诞生于星辰的剧烈活动。

这就衍生出了两种猜想。一种超新星的死亡，是那些从宇宙形成初期，就存在的比太阳质量大成百上千倍的超新星，它们在生命的最后一刻会通过一场无比绚烂的爆炸结束自己的一生，而在这其中就诞生了金元素。

而另一种猜想，是中子星的合并。两颗互相缠绕旋转的中子星，在互相触碰中形成无与伦比的大爆炸，在这个过程中形成比地球质量还大的金元素，然后挥洒到无穷无尽的宇宙空间中。

在漫长的漂泊流浪后，其中很小的一部分偶然落到地球上，就变成了我们身边的黄金。所以你看，橱窗里金项链反射的光芒，就是它在重现亘古恒星们的余晖。

而这余晖，不正是金元素的古拉丁文名称吗？灿烂的黎明。即寓意着毁灭，也代表着新生。

宇宙大炼金

任何科学猜想有支持，也有反对。日本物理学家就不认可超新星爆炸这种观点。他觉得黄金并不是因为一场行星大爆炸突然产生的，而是类似于“合成大西瓜”一样，由简单元素经过宇宙射线轰炸，缓慢合成而来。

根据他的猜想，宇宙大爆炸之后，氢、氦、锂这些最基础的元素首先出现，它们恒星制造其他元素的原材料。你可以把宇宙当做一个“炼金术师”，而上亿颗恒星就是他炼金的“高压锅”。在不同的环境温度、辐射等条件下，氢、氦、锂元素互相之间发生着激烈的反应，不断创造出新元素。

这里要讲一个知识点，那就是元素之间之所以不同，是因为质子数不同，只要旧元素的质子数增加，它就会演化成新元素。

在这个原则的上，通过小质量恒星坍缩死亡，和恒星演化为超新星，在这两个过程，氢、氦、锂元素的质子数发生畸变，诞生了碳元素。

而又经过大质量恒星的合并，重金属元素终于出现了，那就是铁元素。可以说，铁元素的出现是宇宙大炼金的一个重要门槛。

因为恒星基本走到合成铁元素这一步，就很难再通过聚变反应，继续增加旧元素质子数的数量了。硬要合成的话，就会出现超新星爆发。

铁元素如何演化成金元素呢？

在这种情况下，宇宙射线将大量质子和电子结合，变成中子，创造了一个富含中子的环境，用电中性的中子去轰击铁原子核，让中子衰变成质子。这样质子数量一增加，得净增加就导致了新的更重的元素出现，比如金元素和铀元素。

当然这个过程是非常缓慢的，可能需要数十亿光年的时间。而随着一颗巨大超新星的爆发，这些合成的金元素就会随着冲击混入星际尘埃中。经过太阳系时，就会被地磁场捕获，落入最初始的地球。

为了证明这个猜想，据说这个日本科学家在家里搞起了实验，他将质子数仅比金元素多一个的汞元素，也就是水银，放在伽马射线下进行数小时的轰击，只要把多出来的那个质子轰掉，就能实现“点汞成金”。这名科学家确实成功了，就是耗电量太大，刚轰出几克黄金，日本电力公司就去收了他家房子。这种科学精神，就不值得我们学习了。

不过，在现实世界中，我们是否找到了证明黄金起源的证据呢？你别说，还真有。

现实证据

2016年的《自然》杂志上就有论文指出，在深海壳层中发现具有放射性的Fe60元素，这被认为是距今一千万年前多个超新星爆发的痕迹。但是科学家估算，如果以这个威力，超新星爆发或许并不足以生成银河系中所有的黄金。

那么会是前文提到的中子星合并吗？

果然，一年后2017年8月，一次双中子星合并产生的引力波，被世界上最先进的天文台LIGO探测到。这种绕转速度非常快的双中子星，随着两者的距离变得越来越近，所释放的引力波就会越来越强，而当两颗中子星完全合并到一起，这个过程中，就会形成一个富含重金属元素的冶炼厂，直到最后的超新星大爆炸，无数的金元素就会被抛射出去。

而早在30年前，科学家计算的结果是，一次超新星爆发可以产生相当月球重量的黄金，而一次中子星合并可以产生木星大小的黄金。

现在天文台LIGO的演算结果是，不需要超新星爆炸，仅一次中子星的合并，就可以产生宇宙中绝大多数黄金。这个结果让包括日本科学家在内的专业人士都大为震惊。

尽管宇宙中，中子星合并的几率非常小，1亿年才会有一次，但是地球上的黄金或许就是来自一场偶然的中子星大融合。

结语

听完老谭这个黄金起源的故事，你还会觉得黄金俗气吗？或许黄金在宇宙中诞生的偶然性，就注定了它极高的经济价值，这可不是靠炒作抬身价的钻石能比的。

不过，虽然地球人均黄金拥有量，理论上可以到达600万吨，但是以人类目前的钻地探测技术，恐怕是难以到达地核。老谭估计，想要人人实现“黄金自由”，恐怕真要等到下一次中子星合并了。