3 点亮夜空

天气好的时候，只要我们抬头望向天空，总会看到无数光芒。在白天，是太阳的光辉普照大地，在夜晚，是众多星星闪耀着微芒。其实，绝大多数星星和太阳一样，只不过它们离我们太过遥远，在夜幕中看起来只是小小的一个亮点。我们把这些能够自己发光的星星叫作恒星。

而如果回到氢元素刚刚诞生的宇宙拂晓，那时候还没有任何恒星，宇宙整体是一片黑暗，只有各式各样的粒子和比较简单的一些原子在运动着，比如氢原子。由于原子已经不带电荷了，它们之间只能通过万有引力相互吸引。当很多氢原子聚集在一起时，就会形成一团气体，而这团气体又会接着吸引别的氢原子加入，从而越来越大。

实际上，宇宙中的大多数恒星都是以这样的氢原子团为主体组成的，它们的体积可以非常巨大。以太阳为例，它和地球一样，也是一个巨大的球，但是太阳的直径差不多是地球的100多倍。现在的超声速飞机绕地球一圈需要花不到一天的时间，如果绕太阳一圈的话就要4个月的时间。因此，太阳的体积就更比地球的大，大约相当于100多万个地球的体积。在恒星家族中，太阳算是中等个头，还有比太阳大上几百倍甚至几千倍的恒星呢。

太阳与地球的实际大小对比

如此巨大的恒星，它们的质量也十分巨大。更重要的是，由于引力的作用，组成恒星的所有物质都会向恒星的核心聚集，比方说大量的氢原子。在恒星中心附近，这些氢原子紧紧地挨在一起，处于高温高压的环境中。这时还想维持一个原子核中只有一个质子的结构，就会显得很困难。巨大的压力和极高的温度会使两个原子核之间发生“吞并”，就像水面上的油滴在外力挤压下会相互融合一样，我们把这种过程叫作热核聚变。

最简单的热核聚变就是两个氕原子间的聚合，本来它们的原子核中就只有一个质子，这两个质子相互聚合，结果变成了一个质子和一个中子组成的氘核。由于中子不带电，这个过程中丢失了一个正电荷，同时放出大量的光和热。这就像在茫茫夜空中划亮了一根火柴，点燃了氢原子，也从此开始了源源不断的发光过程，点亮了整个宇宙。

氕+氕⇒氘+能量

热核聚变的第一步放出能量

紧接着上面的过程，一个氘核还可以与另一个氕核（也就是质子）进一步发生聚合，这时候氘核中的一个质子和一个中子就可以抓住另一个质子，组成一个由两个质子和一个中子组成的原子核。这个原子核不再是氢原子核了，因为它的质子数不再是一，而是二，所以它有一个新的名字：氦原子。

氘+氕⇒氦-3+能量

顾名思义，氦和氢一样，也是气体元素，但它们的质子数并不相同，氦原子比氢原子多一个质子，因此也要比氢原子重一点。氦这个名字是对它的英文名字Helium的音译，这个词来自古希腊神话中太阳神赫利俄斯的名字Helius，表示这种元素来自太阳。上面的氦原子之所以标为氦-3，是因为它的原子核中含有一个中子和两个质子，一共三个粒子。与氢原子类似，氦原子也有含有两个质子和两个中子的同位素——氦-4。

上面的聚变反应为我们点亮了恒星的“火炬”，同时也使恒星产生了除氢元素之外的更重的元素——氦。实际上，所有其他元素的诞生，都可以追溯到恒星的热核聚变上来，恒星就是孕育元素的摇篮。