到目前为止，人们在宇宙中已经发现了种元素，它们构成了宇宙中的各种天体，形成了地球上的一切物体，也是人类真正财富的来源。那么，这些元素是如何而来的呢？

这一切还要从宇宙“大爆炸”的那一刻说起！现代宇宙学认为：今天的宇宙乃是来自于亿年前的一个微体(10-34cm)。这个微体在10-44s之后,迅速发生膨胀，仅在最初的10-34s之内就膨胀倍。在此暴涨阶段,处于高能状态的伪真空发生“相变”,转化为处于低能量状态的普通真空，从而释放出大量的能量，且能量全部以光的形式放出，这就是俗称的“宇宙大爆炸”。大爆炸中的能量转化为物质,初期就是一些基本粒子和强子。随着宇宙温度的下降，由于氢的原子核只有一个质子，这使得氢元素很容易形成，所以初期的宇宙中就充满了大量的氢元素（其他的元素形成得很少）。如下图1：

既然宇宙的初期基本上都只充斥着氢元素，那么元素周期表中其他的元素，也就都是在氢元素的基础上慢慢演化而来的。而演化的方式首先就是“核聚变”。

所以宇宙后面发生的故事，便是催生“核聚变”的发生：

经历了几十亿年的发展，在宇宙中某些涨落处，由于万有引力的作用，原始宇宙中形成的那些大量的氢、微量的氦等气体开始慢慢聚集在一起。一旦这些弥漫的物质聚集在一起，周围的物质就会加速向这里集中，演变成一颗颗的恒星。在恒星形成过程中，由于引力收缩导致温度升高，为热核反应的发生创造了条件。系列的元素也就是从这里开始，一步一步地产生，最终构成纷繁复杂的宇宙。

如下图3所示：太阳这颗恒星的中心，便是太阳中温度和密度最高的地方。氢原子核在此高温高压的环境之下，互相之间发生频繁而猛烈地碰撞，从而聚变成氦核，同时发射出正电子、中微子和能量。

随着氢核聚变反应一步步完成，恒星中心区就主要是氦核了（当然外围仍是未燃烧的氢核）。而恒星内部的温度也因为氢核聚变释放出的巨大能量得以进一步升高，中心区密度也进一步增大。当恒星中心区的温度达到1亿摄氏度时，氦元素的核聚变反应也启动了，俗称“氦燃烧”阶段。

在氦燃烧阶段：两个氦核相撞，便产生了“铍”的不稳定形式；第三个氦核与其相撞时，又形成了“碳”；当另一氦核与碳发生聚变反应时，又产生了“氧”。当然，在这阶段氢核与氦核的多次碰撞也产生了“锂、氮、硼”等元素（太阳内部氦核聚变产生新元素过程，见下图4）。值得一提的是：由于碰撞几率和元素稳定性等各种原因，不同元素的丰度是不同的。例如氢和氦在宇宙中分别约占93%和7%，而其他元素的重量总和仅占0.1%。

若恒星的质量足够大，核燃烧将按下面的顺序进行下去：

等到氦燃烧结束、恒星内部温度升高到2亿摄氏时，就会引起“碳”元素的燃烧，碳元素的核聚变会形成氖、钠、镁、硅等原子核；

待碳燃烧结束后，恒星中心区温度继续升高，到10亿摄氏度时“氧”被点燃，于是又产生了磷、硫等核素；

继氧燃烧结束后，“硅、镁”等陆续被点燃，直到中心区剩下的大部分是铁、镍等元素为止。

在所有的元素中，铁的每个核子的平均结合能最大，铁核是最紧密约束的原子核。也就是说：原子核之间发生核聚变形成比铁轻的元素时，是要放出能量的；而要形成比铁重的原子核，则需要要消耗能量。所以一旦恒星形成了铁核，则核聚变反应达到终点，进入热死亡状态。

既然核聚变的方式并不适于产生比铁元素更重的元素，那元素周期表中铁后面的那些元素，又是如何形成的呢？

至此，宇宙所有的天然元素都已生成。如今，随着科学技术的发展，人们也开始利用技术手段，人工制造出一些天然宇宙中并不存在的元素了，我们称之为“人造元素”。

人造元素与在恒星里合成元素的原理是一样的，都是用核反应生成新元素。例如：制备超铀元素的方法总是给原子核增加中子，接着发生β衰变，把中子变成质子。也可以用重离子轰击靶核产生新元素：第一个人造元素锝，就是科学家在利用回旋加速器轰击钼后生成的。

宇宙中取之不尽、用之不竭的物质元素，是人类真正的宝库，是人们一切所需、所用之终极来源。庆幸的是：这个宝库如此之巨大，成为人们幸福生活和光明未来的根基所在！了解宇宙中各种元素的来源和产生过程，对于人们将来充分地利用它们，以及进一步的补充和丰富它们，都是非常重要的……

参考文献：

《元素的起源》；作者：陈建立。

《化学元素的形成和地球的年龄》；作者：李虎候。