#化学# 为什么光速慢一点点，就不会有碳元素；让光速快一点点，就不会有氧元素？

宇宙的时间和空间都来源于137亿年前的大爆炸。最初，宇宙中充满了光和夸克，随后，夸克组成了质子和中子。

大约3分钟之后，这些质子中子冷却之后组成了原子核。这个过程称为核合成。氢、氦、锂、铍等元素被大量合成了。而直到今天，宇宙中90%的物质仍然是氢核。但这时宇宙仍然太热，这些原子核无法吸引电子而形成原子。要形成原子，还要等待30万年之后。

到那时候，宇宙冷却到可以形成原子。从宇宙微波背景辐射中，我们仍能看到这些早期原子的信号。

前面四种元素是最早期形成的，而其他元素的形成涉及到核聚变过程。

所有质子都是带正电的，因此相互排斥。要让它们紧密地形成原子核，需要另外一种力来让它们相互吸引。这种力叫做强力。质子相互碰撞，最终强力大于电磁斥力而使它们束缚在一起形成原子核。这个过程就叫做核聚变。

大爆炸之后的原子通过引力相互吸引，并聚集成大的云状物。云内部的压力把它自身加热到几百万度的温度，从而导致氢聚变为氦，从而形成了恒星。核聚变先从内部开始，然后发展到外部。这个过程使恒星膨胀，进而冷却，最终把它变为红巨星。

一旦内核的氢在聚变过程消耗完，氦开始聚变为碳、氮、氧。

这个聚变过程，小质量（小于8倍太阳质量）的恒星演化成白矮星。白矮星主要由碳、氧组成，并且密度极大。

大于8倍太阳质量的恒星（称为超巨星），它的引力足够强，聚变得到碳原子，随后再聚变得到氖、氧、镁原子。然后，氧聚变为硫、硅、磷和镁。硅继续聚变出重元素，一直到铁元素。

但是，这个过程不能产生比铁元素更重的元素，因为前面的聚变过程都是释放能量，可以促使聚变继续发生，而产生更重的元素需要吸收能量，使得强力释放的能量不足以克服电磁斥力。

超巨星的终点是超新星，最重的元素是在超新星中产生的。超新星的内核被铁元素充满，它的压力和温度不断升高。内核释放出大量伽马射线，促使电子质子融合为中子，同时释放大量能量和中微子。这个过程会导致大量包含中微子的冲击波，比铁重的元素一直到铀元素，都是这个过程产生的。

总结一下，最轻的四种元素在大爆炸之后就产生，镁以及之前的元素在红巨星中产生，铁以及之前的元素在超巨星中产生，从铁到铀元素在超新星中产生。

星云、尘埃、星球中的原子相互碰撞，大量化学反应不断发生。这些反应最终产生了生命，从而产生了我们人类。

新展“一束光临 The Bright Side”正在今日美术馆1号馆4层展出，展期将持续至今年11月21日。

此次展览的策展人为清华大学美术学院教授苏丹，参展艺术家为法国艺术学博士列思、中央美术学院雕塑系硕士欧阳苏龙及中央美术学院版画系硕士彭勇。展览中，不同艺术载体共同构建了一个关于光的空间叙事闭环，交汇科学、文化、艺术和哲学之光，演绎幻变流转的光影叙事。

展览时间：2021.11.07-11.21
展览地点：今日美术馆一号馆4层

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