長(zhǎng)久以來(lái)，人類一直想通過(guò)“煉金術(shù)”來(lái)把其他金屬轉(zhuǎn)變成黃金，就連著名的物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家牛頓都嘗試過(guò)。然而，數(shù)千年來(lái)，所謂的煉金術(shù)無(wú)一成功。隨著化學(xué)的發(fā)展，人類逐漸認(rèn)識(shí)到，煉金術(shù)是不可能實(shí)現(xiàn)的。

到了19世紀(jì)，隨著門捷列夫提出元素周期表，人類開(kāi)始系統(tǒng)地研究各種元素。黃金是一種金屬單質(zhì)，它是元素周期表中的第79號(hào)元素。既然黃金不是化合物而是單質(zhì)，那么，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)不可能把其他金屬元素轉(zhuǎn)變成黃金。因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)只涉及價(jià)電子得失，反應(yīng)前后的元素種類不會(huì)發(fā)生變化，不可能會(huì)有新的元素被制造出來(lái)。

化學(xué)煉金術(shù)無(wú)法制造出黃金，能否通過(guò)物理方法來(lái)制造黃金呢？

金是第79號(hào)元素，在自然界中能夠穩(wěn)定存在的金原子（金-197）由79個(gè)質(zhì)子、118個(gè)中子和79個(gè)電子組成。通過(guò)核聚變或者核裂變反應(yīng)，可以讓其他元素的原子核獲得或者失去一定數(shù)量的質(zhì)子和中子，從而讓其轉(zhuǎn)變?yōu)榻鹪印?/p>

通過(guò)核反應(yīng)方法，人類能夠制造出金的各種同位素，包括金-195、金-196、金-198和金-199。這些金的同位素都不穩(wěn)定，很容易發(fā)生衰變，轉(zhuǎn)變成鉑或者汞。然而，通過(guò)核反應(yīng)來(lái)制造黃金需要消耗巨大的能量，這完全是虧本的行為，所以黃金都是從金礦中提煉出來(lái)的。

地球上存在黃金，而地球最初是從太陽(yáng)星云中形成而來(lái)，這意味著宇宙能夠制造出黃金。那么，金在宇宙中是如何產(chǎn)生的呢？

在宇宙中，金的產(chǎn)生途徑主要有兩種，一種是超新星爆發(fā)，還有一種是中子星碰撞。

超新星爆發(fā)

在恒星的核心區(qū)域，氫原子核通過(guò)核聚變反應(yīng)產(chǎn)生氦原子核，而氦又會(huì)進(jìn)一步合成出更重的元素。對(duì)于太陽(yáng)這樣的中低質(zhì)量恒星，核聚變反應(yīng)最多只會(huì)制造出第8號(hào)元素——氧。即便是質(zhì)量超過(guò)太陽(yáng)8倍的大質(zhì)量恒星，核聚變反應(yīng)最多也只能合成出第28號(hào)元素——鎳。

那么，更重的元素是怎么來(lái)的呢？

大質(zhì)量恒星在合成出第26號(hào)元素鐵之后，核心很快會(huì)失衡，由此引發(fā)超新星爆發(fā)。在此期間，大量的自由中子被釋放出來(lái)，鐵原子核能夠俘獲中子，從而進(jìn)一步制造出更重的元素，金、鉑，甚至鈾和钚等元素能夠在此過(guò)程中產(chǎn)生。

雙中子星碰撞

在2017年，人類探測(cè)到了一起特殊的引力波事件——GW170817，由1.3億光年外的兩顆中子星碰撞所產(chǎn)生。在此期間，天文學(xué)家還通過(guò)多個(gè)電磁波波段（包括伽馬射線、X射線和光學(xué)）觀測(cè)了這一宇宙災(zāi)難事件。

結(jié)果表明，在中子星碰撞過(guò)程中，通過(guò)快中子捕獲過(guò)程可以大量合成出金元素。據(jù)估計(jì)，GW170817引力波事件制造出了100個(gè)地球質(zhì)量的黃金。基于此次引力波事件，天文學(xué)家認(rèn)為，宇宙中的黃金大都是于雙致密天體合并之后產(chǎn)生的千新星事件。

金在宇宙中很稀少，其豐度僅為一百億分之六。在宇宙中，每1000億個(gè)氫原子對(duì)應(yīng)1個(gè)金原子。由此可以算出，太陽(yáng)系中包含了大約400億億噸的黃金。最后，當(dāng)我們?cè)谑褂命S金時(shí)，我們需要感謝太陽(yáng)系誕生之前的某顆超新星或者中子星。