元素週期表上面的元素，看上去好像都是一個微觀問題。實際上，它們的形成和宇宙的演化，恆星的演化等是分不開的。元素其實有多種來源，接下來，我們就來簡單聊一聊元素週期表上的元素是咋來的，尤其是鐵元素之後的元素是咋來的。

宇宙大爆炸

按照現在最主流的理論，宇宙起源於一次大爆炸。關於這個理論目前有3個堅實的證據分別是：

哈勃發現的星系紅移宇宙微波背景輻射氦原子丰度

宇宙中的氫和一部分氦都是在宇宙早期形成的，其中氫就佔到了宇宙總量的70%左右，剩餘的幾乎都是氦。

恆星演化

宇宙大爆炸2億歲左右，宇宙中出現恆星，這類天體一直到今天都是宇宙中的主流。而恆星絕大多數的成分是氫和氦。而恆星的核心一直在發生核聚變反應，促發核聚變的是恆星自身的引力，使得核心的溫度以及壓強升高，在弱力的作用下，氫原子核發生核聚變，產生氦原子核。這個過程主要有兩條路徑分別叫做質子-質子反應鏈和碳氮氧迴圈。

當氫燒的差不多後，如果引力足夠大，還能夠繼續引發氦的核聚變，生成碳原子核和氧原子核。

同樣的，如果引力還足夠大，那還能繼續引發核聚變反應。尤其是10倍太陽品質的特大恆星，它的核心核反應可以一直反應到生成鐵，而由於核心的溫度太高，使得整個恆星外圍也在發生核聚變，而且每層都不一樣，就像洋蔥。

（這裡補充一點，實際上這類恆星核心的最中心部位還是可以產生一點原子序數大於鐵的原子核，比如：鋅原子核。）

可能很多人就有疑問了，為什麼是到鐵原子核？

這是因為從原子核的層面來看，鐵原子核是最穩定的，我們也叫做比結合能最大。

因此，原子序數在鐵元素之前的元素原子核都有聚變的傾向，意思是發生核聚變可以產生大量的能量；

而原子序數小於鐵元素的元素原子核有裂變的傾向，意思是發生核裂變可以產生大量的能量。

而鐵是很奇葩的，鐵原子核的核聚變反應所需要的能量是要比反應後產生的能量要多，也就是說這個過程是入不敷出的，是賠本的買賣。因此，讓鐵原子核發生核聚變是最難的。

但是難，並不意味著不能發生，只要引力足夠大，還是可以促發鐵的核聚變反應。這時候，恆星核心的光子會擊穿原子核，釋放出大量的中子和質子，質子和電子發生反應生成中子和中微子，核心在引力的作用下，最終成為一顆中子星。（當然，也可能產生黑洞。）

超新星爆炸和中子星合併

在這個過程中，同時還會伴隨著超新星爆炸。而超新星爆炸的過程就會產生很多原子序數比鐵元素高的原子。

但是，一些原子序數更高的，更穩定的元素，比如：金或者銀。它們只有很少的一部分是來自於超新星爆炸，更多的是來自於中子星的合併。

我們要知道，超新星爆炸本身就不是很常發生，中子星的合併事件就更少了。所以，像金這種元素才會如此貴重，畢竟物以稀為貴。同時也意味著曾經在太陽系附近出現過中子星，甚至是發生中子星合併的事件。

以上就是元素週期表上的元素的主要來源，我們最後來簡單總結一下，氫和氦是在宇宙大爆炸早期形成的；鐵元素之前的大多數元素主要就是這麼形成的；而鐵之後的元素主要依靠的是超新星爆炸以及中子星合併。

這個情況同樣適用於地球，人體內的氫就是宇宙誕生之初就形成的，也就是說，你的年齡和你體內氫原子的年紀比起來完全可以忽略不計，因為它已經138億歲了。而人體內的其他元素基本上都是在恆星演化和超新星爆炸中形成。因此，它們的年齡至少也要大於太陽系的年齡，也就是說，它們至少有45億歲了。

答：宇宙中高於鐵的元素，可以是大品質恆星在演化末期，通過中子俘獲過程形成；或者在雙中子星合併事件中，也能大量形成。

我們地球上的元素非常豐富，從1號氫元素到92號鈾元素都有，鈾是自然界中大量存在的最重元素；大於92號的叫做超鈾元素，只有幾種在自然界中微量存在，其餘都是人工合成的，超鈾元素的半衰期一般都很短。

如果了解一點天文學知識，就會知道恆星是一個元素加工廠，可以把宇宙中的氫元素進行核聚變，然後生成各種各樣的元素。

比如在恆星內部，氫元素聚變生成氦元素，並釋放大量能量；然後氦元素又聚變，生成碳元素和氧元素；碳元素的聚變，又可以生成氖、鈉、鎂、鋁元素。

但是這樣的聚變，在恆星內部到鐵元素就終止了，比如矽元素聚變生成鐵-56，然後鐵-56無法繼續進行聚變；那麼高於鐵的其他元素，又是如何來的呢？

我們知道，氫彈是氫的同位素聚變，原子彈是鈾或者鈽裂變，兩個核反應都是釋放能量，這與原子核的“比結合能”有關。

結合能表示把原子核中的核子（質子和中子）完全分開，所需要提供的能量；但是我們不關心結合能，而是關心結合能與核子數量的比值，叫做比結合能。

比結合能越大，表示原子核越穩定，鐵-56的比結合能是所有原子中最大的，所以鐵-56是最穩定的原子，比鐵更高的元素叫做超重元素，看來大家說“老鐵”是有原因的（暗笑）！

對以上原理有了一些了解後，我們再來看宇宙中元素的形成原理；所有恆星在剛形成時，都會進行氫元素的聚變反應，氕核先聚變為氘核，再經過多步聚變後，產物主要是氦-4：

（1）對於小品質恆星，比如小於0.8個太陽品質的紅矮星，就只能聚變到氦了，因為這種恆星的品質太小，內部溫度不夠高，氦元素的聚變反應無法點燃。

（2）像太陽這樣的恆星，在氫元素燃燒完後，引力作用會臨時壓過核聚變釋放的能量，然後恆星外層發生收縮，使得核心溫度急劇升高，就會點燃氦元素；氦的聚變非常快，並釋放大量能量把恆星外層大氣吹走，也就是氦閃，在《流浪地球》中就是假設太陽即將發生這種情況。

（3）太陽在演化末期只能聚變到碳、氧元素，比太陽品質更大的恆星，聚變反應可以到矽元素。

（4）對於大品質恆星（約10倍太陽品質），一直可以聚變到鐵元素，然後聚變反應就終止了，因為鐵的結合能是最高的。

鐵-56原子有26個質子和30箇中子，要使鐵變為更重的元素，就需要繼續往鐵原子中塞入質子，原子核由強力把質子和中子綁在一起，但是強力是短程力，只在10^-15米尺度生效。

雖然強力是庫侖力的100倍，但是庫侖力是長程力，原子核帶正電荷，這時候要把質子塞進鐵原子核是非常困難的，因為質子和鐵原子核會相互排斥。

由於庫倫勢壘太高，超重元素無法在恆星內部通過質子俘獲、或者α粒子俘獲的方式形成；而且鐵-56進行質子俘獲的平均時間，已經遠遠高於了恆星的壽命，於是在恆星內部，只能通過中子俘獲的方式獲得超重元素。

由於中子不帶電，所以中子比質子更容易接近原子核，中子被原子核中強力抓住的過程，叫做中子俘獲，中子俘獲又分為慢中子俘獲過程（s過程）和快中子俘獲過程（r過程）

大品質恆星在演化末期（紅超巨星），恆星內部聚集了許多鐵元素，也存在密度很高的中子流（可達每立方厘米10^8個）；於是鐵-56俘獲一箇中子變為鐵-57，然後鐵-57的原子核發生β衰變（釋放一個高能電子），生成比鐵高一號的27號元素鈷 ，也就是Co-57，然後Co-57繼續通過中子俘獲過程，生成更重的元素。

慢中子所處溫度低，中子俘獲過程時間長，如果生成物的半衰期太短，生成物就會在下一次還沒俘獲中子前發生衰變，所以慢中子俘獲過程只能生成一小部分超重元素；而快中子的俘獲過程時間短，可以生成大量的超重元素。

大品質恆星在超新星爆發時，能達到100億度以上的溫度，此時快中子密度極高（可達每立方厘米10^23個），於是鐵元素在超新星爆發中進行快中子俘獲過程，可以生成大量的超重元素；或者在雙中子星合併事件中，中子潰散後不久會衰變為質子，也能形成大量的超重元素。

所以，形成比鐵更重的元素，就至少有三種方式：

（1）大品質恆星演化為紅超巨星時，鐵-56通過慢中子俘獲過程，產生少量超重元素；

（2）雙中子星合併事件中大量產生；

（3）超新星爆發時，通過快中子俘獲過程大量產生。

我們地球上有著各種各樣的元素，一些超重元素還是人體不可缺少的微量元素，比如29號銅元素，存在於肌肉和骨骼當中；33號砷元素，存在於頭髮和面板中；34號硒元素，存在於心肌和骨骼肌中。

然而這些元素，歸根到底來自於至少45億（太陽系年齡）年前，某次超新星爆發或者雙中子星合併事件；我們身體中的元素，就是超級爆炸中落入太陽系的餘燼塵埃。

然而這樣的事件，每天都發生在宇宙當中，在我們銀河系內平均每個世紀裡，會有1~2次超新星爆發事件。我們夜晚看到那條明暗相間的銀河，其實就是無數次超新星爆發後，殘留下來的物質擋住了銀河系中心的光線。

在紅外線望遠鏡下，這些殘骸顯現出明顯的放射狀，或許在某處就有另外一個文明，在觀察我們的太陽系。

只需要記住一點就行了，恆星是宇宙中的“重元素加工廠”，鐵元素以上的元素都是恆星中誕生 的，而比鐵還重的元素，直到94號元素鈽之前的元素，大概在元素週期表中26-94以內的大部分元素都是在暴烈的天文事件中誕生的。

什麼才是暴烈的天文事件呢？

比如中子星合併、碰撞、超新星爆發等具有極高能量的天文事件中，比鐵重的元素才得以聚合出來，但通常情況下，比鐵重的元素或多或少都有放射性，並且原子序數越靠後，其放射性越強、半衰期也會變短（個別的現象除外）。

元素週期表中95號元素之後的那些元素，都是人工合成的元素，在自然界中幾乎不存在，因為它們的半衰期太短了，幾乎可能只有十幾秒鐘，幾秒鐘的半衰期。能在自然界中存在的元素，都是那些相對來說比較穩定的原子。

個人的淺見，你們有什麼要補充說明的嘛？

核聚變本身並不會到鐵就停止，超過鐵的元素也是核聚變生成的。

所謂核聚變到鐵元素為止，說的是在一般恆星內發生的核聚變到鐵為止。因為恆星一般都遵循如下核聚變順序：氫核聚變-->變成氦核，氦核聚變為碳元素和氧元素，碳元素再聚變為原子序數更大的元素，之後這些元素再次聚變，知道聚變為鐵元素為止。之所以到鐵元素停止，是因為鐵元素想要聚變，需要的溫度和壓力都是超高的，恆星沒有發生超新星爆炸之前是無法提供的。所以，恆星中元素聚變也就到鐵為止了。

但是，超新星爆炸是個例外，超新星爆炸可以瞬間提供足夠的溫度和壓力，直接把鐵元素的電子剝離，掃清鐵核聚變的障礙，快速促進鐵核融合聚變，進而生成大量的重元素。我們地球上的各種金屬，比如銅、金、銀都是某次超新星爆炸時生成的，然後被拋射到太陽系內。可能也正是這次超新星爆炸，才促進了太陽系原始星雲的聚集，最終演變成為了太陽系，誕生了我們地球生命。

那麼估計有大量的大仙大神們會問了:鐵元素的產生如何讓核聚變停止呢?

其實答案很簡單的。就是以更劇烈的核聚變來停止的(與止戈為武是一個道理)。具體過程如下:

首先理解一下恆星的正常核聚變。恆星的正常核聚變就像足洋蔥似的一圈一圈的，首先被點燃了的是氫聚變，接著的是氦聚變，再下去的就複雜多了，原子核聚變是兩兩而聚變的居多，可以氫氦產生鋰，可以氦氦產生氧，可以氫氧，可以氦氧產生鈣…………(如此等等，五花八門，好不熱鬧啊)不過，這些反應不論如何進行，其根本原因都是為了反重力(即在萬有引力作用下產生的重力，重力的作用下為了不致於無窮無盡的坍塌下去必須有反重力作用，而熱能即是有效的阻止重力坍塌的有效手段，)，因此無論如何五花八門，只要是反應能產生熱的，即可以抵抗重力作用。這個是恆星正常的熱核反應過程。在這個過程中，產生元素品質越大正常地溫度越高，同時由於元素品質大也會自然地向中心地帶下沉而產生自然分層，雖說不是百分百地分得清清楚楚，卻也是大致如此的。

那第二，了解一下不正常的核聚變反應吧。鐵元素的產生是個奇葩式的反應，因為此反應不但不是放熱反應而且還是個吸熱反應。這個就不正常了，就打亂了恆星先前的重力與熱的力學平衡。

由於在恆星的中心位置上產生了鐵元素，如果僅僅只是產生一點點自然是什麼鳥事情都沒有。只不過既然可以產生鐵元素就說明恆星的中心溫度已經足以產生鐵這一元素的條件，自然會是源源不斷地產生的。然而產生的越多，熱能損失得越大，恆星的中心位置上由於大量鐵元素的產生而迅速降溫，降溫至不再產生鐵元素的低溫時止。這一行為立在恆星中心位置上熱力迅速減弱而打破重力熱力平衡。

為了彌補這個不平衡，恆星整體在重力作用下再度向中心位置坍塌。在坍塌擠壓下恆星中心熱能又迅速升高(擠壓生熱)甚至超過先前溫度。從而又恢復了產生鐵的熱核反應。而這又產生了更多的鐵元素來降溫。從而又再度打破重力熱力平衡。

第三，也是結論，停止熱核反應的過程。

因此，我們在觀察恆星的演化時，就看到了大品質恆星在演化後期有多次的像心臟跳動一樣的收縮膨脹，再收縮再膨脹……的過程。而在這一過程中，規模一次勝過一次。因而恆星中心最高溫度一次高過一次，壓力也一次大過一次。

一直到恆星中心溫度高達可以大量產生劇烈的核聚變反應而且還是可以點燃鐵元素之後的好多核聚變反應的。因為大規模的收縮在恆星中心位置上迅速升高的溫度可以比原先的高出好多好多的。而更多得多核聚變與更猛烈的核聚變不但產生鐵元素，更產生了鐵元素之後的元素(又是放熱的)。而如此大規模的核聚變產生的超多的熱能，再借由先前收縮產生的勢能的反彈作用，讓恆星受不了，因此產生的了最後的大爆炸，直接將恆星表層炸飛了。同時由於借用這一動力也將恆星內部擠壓再度坍塌成中子星甚至是黑洞。從而從根本上停止了恆星的熱核反應。

明確回答：核聚變並沒有到鐵就停止了，宇宙中比鐵重的元素都是通過核聚變得到的，包括人造元素。

認為核聚變到鐵就停止了的認識是隻侷限於恆星主序星過程的核聚變，而沒有認識到超新星大爆炸和大品質天體碰撞過程是一種更高級別的核聚變。

這種大爆發會在周邊一個巨大空間重現宇宙大爆炸初期的億億度高溫和巨高壓狀態，所以在這樣極端的溫度和壓力下，什麼樣的重元素不會生成呢？

2017年，轟動整個世界天文學界的一次大事件，就是觀測到了距離我們1.3億光年的兩顆中子星相撞的引力波，據科學家估計，這次相撞生成的黃金碎片散播在太空中，達到300個地球品質。

中子星相撞這種極高壓力和溫度，開始生成的元素應該是超重元素，隨後會不斷裂變，直到形成92號鈾元素才會穩定下來。這其中也會生成47號元素銀、79號元素金、82號元素鉛等。

這些人造元素一般都是用加速器或核反應堆通過核聚變生成，是在已有元素基礎上，用某種元素的原子核作為“炮彈”來轟擊另一種元素，擊穿原子核外殼擊中原子核，使兩種元素的核融合成一個新核，這樣新元素就產生了。

所以不管天然元素還是人造元素，都是採用核融合（核聚變）的方式得到的。

大品質天體發生超新星大爆炸或者相互碰撞得到的重元素，其中雖然有裂變的過程，但最開始形成的超重元素只有核聚變才能得到，有了超重元素，才可以裂變出各種較輕的元素。

我們地球上含有宇宙中存在的所有元素，這說明我們太陽系並不是宇宙原始星雲形成的，而是超新星大爆炸後的再生星雲形成的。

宇宙剛誕生時，只有氫和氦和少量的鋰等輕元素，第一代恆星就是以這些元素形成的。

幾億年後，大品質恆星就有很多超新星大爆發消亡了，既然鐵以上重元素都是大品質天體爆炸產生的，因此，在宇宙誕生不久，這些重元素就應該都有了。

核聚變到鐵並未停止，只是能核聚變到鐵的恆星，離死就不遠了，隨著臨死前的一場爆炸，是可以聚變出所有自然元素的，這場爆炸稱為“超新星爆發”。

自然界元素的由來

首先大家要知道整個宇宙中幾乎99%的元素都是氫和氦。這兩種最簡單的元素充斥了整個宇宙空間。

而其他所有的元素都是靠恆星這個元素加工廠以氫氦為原料合成的。而要能成為一顆恆星的條件就是可以在核心產生氫聚變的熱核反應。一旦這個熱核反應啟動了，一顆冉冉升起的恆星也就誕生了。由於氦原子核有兩個質子、兩個中子，非常穩定，所以後面所有元素的合成基本上都是以氦原子核為單位進行聚合的。三個氦原子核就能夠聚合成一個碳原子核，四個氦原子核則聚合成為一個氧原子核，五個能聚合成氖原子核，六個是鎂，七個是矽，八個是硫，以此類推。

當然，在幾十億度的高溫中，一對擁有28個質子和中子的矽原子核，也可以直接聚變成一個有56個質子和中子的鐵原子核。

而鐵元素作為宇宙中最穩定的元素，比結合能最高。因此鐵元素及之後元素的聚變將不會再產生能量，只會吸收能量。於是恆星的內部再也無法抵抗外部巨大的引力。在巨大的引力下，恆星內部的自由電子被強行壓進鐵原子核中與質子結合。電子與質子所攜帶的等量相反電荷彼此抵消，恆星內部就變成了一個碩大無比的由中子組成的原子核。由於原子與原子核所佔據空間的巨大差異，使得核心空間突然變小了很多，引發猛烈的內爆，然後向外反彈形成超新星爆發。

一顆超新星的亮度可以超過其所在星系全部恆星亮度的總和。巨大的能量瞬間就把鐵以後所有的自然元素聚變出來。而鈾以後的元素不是自然形成的，而是人工合成的，而且絕大多數都會迅速的分裂。

而返還回星際空間的重元素，因為重，極易成為下一代天體的核心，隨著再一次的星雲坍塌，形成新的恆星以及行星，以及生命。我們DNA中的氮元素、骨骼中的鈣元素、血液中的鐵元素以及細胞中的碳元素，都是在坍縮恆星的內部形成的。所以說，人類渺小如塵，一點不為過，因為我們本來源於星塵。

地球這片星空曾經絢爛無比。

根據現在地球上金元素和鈾元素的丰度，我們可以推測在太陽系形成之前，這一片星空中曾經發生過超新星爆發。而生命的起源與演化與太陽系的起源有著密切的聯絡。

第二，地球上存在如此多的重金屬原子。意味著在太陽系形成前不久，這裡發生過巨大的超新星爆發，爆炸的衝擊波壓縮了附近的星際氣體和塵埃。觸發了太陽系新雲的收縮。才鑄就了現在的太陽與八大行星。

第三，當太陽作為一顆恆星成型時，地球大氣被大量的紫外線輻射加熱，形成了閃電。這些原始的能量喚醒了成為生命起源的有機分子。

最後，生物進化可能也與Sunny有關。比如，遺傳突變為自然選擇提供了原材料。而突變部分是由宇宙射線造成的，即超新星爆發時噴射出以光速運動的高能粒子。也就是說，地球上生命演化的部分原因來源於那些遙遠的大品質恆星死亡時的餘暉。

總結

所有的元素，都是由一個一個氫原子拼合而成的。恆星先在引力的壓迫下，幹著體力活，一點一點地生產鐵以前的元素，最後實在幹不動了，鐵了心來一場大爆發，把一輩子的活都幹完了。

說它光榮失業也好，光榮就義也罷，反正就沒它什麼事了。

核聚變到鐵就停止了只說對了一般，應該是恆星核聚變到鐵就停止了。一般認為恆星核聚變到鐵就意味著恆星生命的結束，因為鐵元素比較特殊，要想讓鐵繼續聚變需要更加極端的物理環境，因為鐵聚變是吸收的能量比釋放的能量更多！

不過恆星生命結束並不一定意味著核聚變的結束，品質較小的恆星（比如我們的太陽）生命結束後就很難再進行核聚變了，但大品質恆星，比如8倍太陽品質以上的恆星在燃料耗盡後，萬有引力開始佔據絕對上風，於是恆星物質開始急劇向內坍縮，速度接近光速！

如此高的速度撞擊恆星核心，也就是鐵核，產生的恐怖的能量，這種能量足以讓鐵核繼續聚變成更重的元素，比現在天我們用到的金銀等！

同時，猛烈撞擊產生的反作用力讓恆星外圍物質猛烈噴發到星際空間，這就是超新星爆發。爆發之後留下的核心就是中子星甚至黑洞！

所以，大部分的重元素都是通過超新星爆發產生的，同時中子星碰撞同樣能產生重元素，因為中子星碰撞產生的能量同樣足夠大，甚至不亞於超新星爆發！