你的身体铸造于星辰璀璨的死亡之中

我们都由星辰璀璨的诞生、死亡和重生相连，天体物理学家恩里科·拉米雷斯-路易斯（Enrico Ramirez-Ruiz）如是说。跟随拉米雷斯-路易斯，踏上阅览宇宙历史的旅程。他将阐释超新星爆炸如何铸造生命的元素，并以此创造一切，从你呼吸的空气，到构成你的每一个原子。

我们全都由原子连接在一起。

这是放之四海皆准的基本规律。

但这是什么意思呢？

作为一个天体物理学家，
我的职责是，

追溯构成你的

每一个原子的宇宙历史。

事实上，我应该这么说：

现代天文学最伟大的成就之一是

理解我们的原子是怎样组装的。

虽说氢和氦

是在大爆炸的最初两分钟诞生的，

重元素的起源，

比如说血液中的铁，
呼吸出的氧，

电脑里的硅，

都栖身于恒星的
整个生命周期之中。

核反应将较轻的元素
转换成更重的元素，

这使得星辰闪耀，

最终爆发，

从而让宇宙充满了重元素。

如果没有恒星的死亡，

也就不会有氧，

或者其他比氢和氦更重的元素，

生命也就无从诞生。

我们身体中原子的数量

比宇宙中星星的数量还多。

而这些原子极其耐久。

我们的原子的起源

可以追溯到数十亿年前，
它们在恒星的内部被制造出来，

随后在爆炸中喷射到

银河的各个角落。

而我理应对此了如指掌，

因为我是名副其实
受认证的星星葬仪师。

（笑声）

今天，我想带领大家踏上一段旅程，
由超新星爆炸开始，

在我们此刻呼吸的空气中结束。

我们的身体是由什么构成的？

其中 96% 的组织仅由四种元素构成：

氢、碳、氧、氮。

这个宇宙故事的主角是氧。

氧不仅是我们身体的主要成分，

也是在地球上努力保护
生命的那个元素。

宇宙中绝大部分的氧

确实是在整个宇宙的历史中，
在这些超新星爆炸时

制造出来的。

这些超新星爆炸
宣告着非常巨大的恒星的逝去。

在这光辉炫目的一整个月中，

一次超新星爆炸

可能比包含了数十亿星星
的整个星系还要明亮。

这真的令人叹为观止。

那是因为比起其他星星，
巨大的恒星燃烧得更加耀眼，

死亡得也更加辉煌。

核聚变可以说是
所有恒星的命脉，

包括太阳，

因此也是地球上所有能源的根源。

你可以把恒星想象成核聚变工厂，

在它们灼热而致密的内部，
互相冲撞的原子

为工厂提供着动力。

比较小的恒星，

比如我们的太阳，

燃烧氢形成氦，

但质量是太阳大约八倍
的更重的恒星

即使在耗尽了内核的氦之后，

依然继续这个燃烧的循环。

那么这时，

巨大的恒星
只剩下一个碳核心，

我们都知道，碳也是生命的基石。

这个碳核心继续坍缩，

造成温度升高，

进而导致更多核反应发生，

碳进一步燃烧成为氧，

成为氖、硅、硫，

最终形成铁。

铁是整个过程的终点。

为什么？

因为铁是宇宙中
结合得最稳定的原子核，

也就是说我们无法
通过燃烧铁获取能量。

当大恒星的整个内核充满了铁，

它就耗尽了燃料。

对于一颗恒星来说，
那可是相当糟糕的一天。

（笑声）

没有燃料，它就无法产生热量，

因此引力便在这场战斗中胜出。

铁核心除了坍缩，
达到异常高的密度之外

别无选择。

想象一下三亿吨的质量

压缩成一块方糖的大小。

在这极高的密度下，
核心其实会反抗坍缩，

结果就是，

所有这些坠落的物质
会从核心反弹。

而这戏剧性的反弹，

发生在不到一秒的弹指间，

它导致恒星的其余部分
朝所有方向喷射出去，

最终形成了超新星爆炸。

从一个天体物理学家
的角度来说，遗憾的是，

这些爆炸的星星的内部条件

无法在实验室内重现出来。

（笑声）

不过对于人类来说，
这是值得庆幸的事。

（笑声）

但这意味着什么？

这意味着作为天体物理学家，

我们不得不依赖复杂的计算机模拟，

以理解这些复杂的现象。

我们可以通过这些模拟理解
在这种极端条件下

气体的表现如何。

我们也可以通过模拟，
回答一些基本的问题，

比如说，“归根结底，
大恒星是怎么被瓦解的？”

“这样的向心爆炸是怎样被逆转
变成向外爆炸的？”

这个领域中有大量争论，

但我们达成的共识是，

中微子，也就是某种
难以捉摸的基本粒子，

在其中扮演了至关重要的角色。

听上去如何？

下面我要给大家演示
其中一个模拟。

中微子是在恒星内核坍缩时
大量产生的。

事实上，

它们担负着在内核中
传递能量的职责。

就像暖气机中的热辐射一样，

中微子将能量朝内核中泵送，

增加了恒星被破坏的可能。

事实上，在几分之一秒的时间内，

中微子输送的能量如此庞大，

使得压力升高到
足以产生冲击波，

而冲击波进一步将整颗恒星破坏。

正是在这个冲击波之中，
各种元素诞生了。

中微子，谢谢你们。

（笑声）

超新星非常耀眼，

在一段短暂的时间里，

它们辐射出的能量
比太阳在生命周期内释放的还多。

你们在那里看到的光点，

之前绝对不存在，

它现在像灯塔一样熊熊燃烧，

清楚地标示着
巨大恒星死去的位置。

在一个像我们的银河系
一样的星系里，

我们估计大约每 50 年

就有一颗大恒星死亡。

这意味着大约每一秒钟，

宇宙中的某处就有一次超新星爆发。

对于天文学家来说，谢天谢地的是，

其中一些的发生位置
离地球相对比较近。

早在天文望远镜被发明之前，
许多文明已经

对这些超新星爆炸有所记载。

其中最著名的当属

诞生了蟹状星云的
那场超新星爆炸。

对吧？

韩国和中国的天文学家
在 1054 年记录了这颗超新星，

基本可以肯定美国原住民
也对此进行了记录。

这次超新星爆炸发生在距离地球
约 5600 光年的地方。

它如此明亮，

天文学家们在白昼也能看到它。

在大约两年的时间里，
它在夜空中裸眼可见。

向前快进约 1000 年，
我们看到了什么？

我们看到这些因爆炸
迸发的光丝，

以每秒 300 英里的速度移动。

这些光丝对于我们理解
大恒星如何死亡

至关重要。

大家看见的这幅图像，

是由哈勃天文望远镜

耗时三个月收集的。

它对于天文学家非常重要，

因为归根结底，
它承载的是发生爆炸的星体

的化学遗产。

这些橘色的光丝
是那颗恒星残破的遗骸，

主要由氢构成，

而蓝色和红色的光丝，

是新鲜生成的氧。

因此，研究像蟹状星云那样的
超新星的残留物，

能让天文学家得出坚定的结论：

地球上绝大部分氧元素
都是在宇宙的历史长河中

由超新星爆炸产生的。

我们可以估算，

为了组装我们身体里
所有的氧原子，

需要上亿的超新星。

因此大家的全身上下，
至少是其中的绝大部分，

都来自这些超新星爆炸中的一个。

那么现在各位可能会纳闷，

这些在如此极端条件下

产生的原子，最终是怎样

在我们的身体里定居的？

我想让各位进行一个思想实验。

想象一下我们在银河里，
一场超新星爆炸开始了。

它将无数氧原子

轰进了空空如也的太空。

其中少数被聚集成为星云。

45 亿年前，

某种东西扰乱了那片星云，
使其土崩瓦解，

在它的中心形成了太阳和太阳系。

因此太阳、行星，和地球上的生命

都仰赖这个美丽的循环：

恒星诞生、恒星死亡、恒星重生。

这个过程循环往复，
将宇宙中的原子回收再利用。

因此，天文学和化学是紧密联系的。

我们这种生命形态，演化到
要依靠植物的废弃产物来呼吸。

不过现在大家也了解了，

我们同时也呼吸着
超新星爆炸的废弃产物。

（笑声）

所以花点时间，深吸一口气吧。

一个氧原子刚刚进入了你的身体。

可以肯定的是，

那个氧原子记得
它曾身处某颗恒星的内部，

也记得它很可能是在一场
超新星爆炸中被制造出来的。

这个原子或许历经了
跨过整个太阳系的跋涉，

才溅落在地球上，

又过了很久很久
才和你相遇。

我们呼吸时，

每天都消耗掉数百升氧。

所以我今天非常幸运
能站在这群美妙的观众面前，

但我其实是在偷你们的氧原子。

（笑声）

而因为我在和你们交谈，

我会归还给你们一些
曾经住在我体内的氧原子。

所以没错，通过呼吸，

参与到这场美丽的原子交换之中。

接下来你就可以发问，

“那么，我们体内有多少原子曾经属于
弗里达·卡罗【注：墨西哥女画家】？”

（笑声）

大约有 10 万个。

还有 10 万个或许曾属于居里夫人，

另外 10 万个曾属于萨莉·莱德，
【注：第一位进入太空的美国女性】

或者任何一位你想起的人。

所以呼吸为我们的肺部充满的
不仅是宇宙的历史，

也是人类的历史。

我想分享一个
藏在我内心的传说，

以此结束这次演讲。

一个来自奇奇梅克文化的传说，
【注：墨西哥北部的游牧民族】

这是一种非常强大的中美洲文化。

奇奇梅克人相信

我们的本质是在天上组装的。

而在朝我们前进的路途上，

它破裂成了无数不同的碎片。

我的祖父曾经说过，

“你感到自己不完整的原因之一

是因为你确实确实了一些东西。”

（笑声）

“但不要为此所欺骗。

你获得了难以置信的成长机会。

为什么？

因为那些碎片并不是
散落在地球各处，

你要去把它们捡起来。

不，那些碎片落在了别人身上。

只有通过分享碎片，
你才会变得更加完整。

没错，在一生之中，

你会遇见拥有巨大碎片的人，

他们会让你感到完整。

但在你追寻完整的旅途中，

你必须珍视并分享每一片碎片。”

我觉得这听起来很像
氧原子的故事。

（笑声）

氧原子的故事在天空中
伴随着超新星爆炸开始，

并持续至今，

在人类的界限之内继续书写。

我们身体里的原子
踏上了一场史诗般的长途冒险，

历时横跨数十亿年
到仅仅几个世纪，

全都指引向你的身边，

你们所有人身边，

你们是宇宙的见证人。

谢谢大家。

（掌声）