金子是從哪兒來的？
以及，怎樣才能搞到更多的金子？
印加人相信金子是從天上掉下來的，是太陽神印蒂的眼淚或者汗水。亞里士多德認(rèn)為金子是硬化的水，當(dāng)陽光穿透地表深入地下時就會發(fā)生這樣的轉(zhuǎn)變。牛頓抄錄過一個用哲人石創(chuàng)造金子的配方；而當(dāng)然了，侏儒妖龍佩爾施迪爾欽能從稻草里把黃金織出來。
圖片來自：霍比特人
20世紀(jì)的大部分時間里，天體物理學(xué)家認(rèn)為自己已經(jīng)找到了這個問題的答案：金子，正如所有的重元素一樣，是在超新星爆發(fā)中誕生的；在這個高溫高壓的熔爐里，較輕的元素被強(qiáng)制聚變，才有了金這個質(zhì)子數(shù)高達(dá)79的怪物。
但是隨著超新星計算機(jī)模型越來越好，大家發(fā)現(xiàn)一個問題——超新星產(chǎn)生金這個級別的重元素的能力，似乎并不比歷史上的煉金術(shù)士更好。宇宙中似乎應(yīng)該有另外一個更加刺激的天體現(xiàn)象負(fù)責(zé)產(chǎn)生這些最重的元素。
過去幾年里，越來越多的天文學(xué)家盯上了“雙中子星并合”這樣一個現(xiàn)象。
根據(jù)計算，當(dāng)兩個中子星撞在一起的時候，應(yīng)該既足以產(chǎn)生金，又能把金拋灑出去讓其中微乎其微的一小部分最終流落到地球上。不過有一個問題：我們長期以來一直沒有真的觀測到過兩顆中子星撞在一起。沒有直接觀測結(jié)果，那就只是紙上談兵，無從驗證我們的模型到底有多正確。
當(dāng)然你看到這里應(yīng)該猜到了：就在今天，全世界多個機(jī)構(gòu)的天文學(xué)家聯(lián)合宣布在NGC 4993星系觀測到了一例雙中子星并合現(xiàn)象。
2017年8月17日，12:41:04 (協(xié)調(diào)世界時)，在近地軌道默默飛馳著的費米-伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡向地面自動發(fā)送了一條簡訊，內(nèi)容是它剛剛探測到了一次來自宇宙深處的伽馬射線暴發(fā)。
大約6分鐘后， 位于美國加利福尼亞州漢福德市的 LIGO 引力波探測器傳來消息，在剛剛探測到的伽馬暴發(fā)生前 1.7秒，探測到一次引力波暴發(fā)事件。
13:21:42，加入全球聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)（Gamma-ray Burst Coordinates Network, GCN）的世界各地的望遠(yuǎn)鏡控制中心同時收到一則通知，內(nèi)容是發(fā)現(xiàn)一例高度疑似雙中子星并合事件，并通報了初步判定的方位坐標(biāo)。
同一時間，已經(jīng)通過協(xié)議加入了LIGO多信使全球觀測合作的慧眼團(tuán)隊，也收到了疑似觀測到雙中子星合并的通報，把在軌運行僅2個月，還處在緊張測試階段的慧眼衛(wèi)星，對準(zhǔn)了信號來源的方向……
全世界的天文學(xué)家都沸騰了，全世界的望遠(yuǎn)鏡都在同一時間指向了同一個方向：那席卷1.3億光年的時空狂瀾的源頭。
我們觀測到了1.3億光年之外，一例雙中子星合并事件。第一次，人類不僅“聽”到了引力波的“聲音”，還“看”到了引力波的起源。
中子星是什么玩意兒？
中子星，是恒星被自己引力壓垮之后面臨的可能命運之一。它是我們宇宙內(nèi)密度最大的東西，可以粗略理解成一個山一樣大的原子核。一顆典型的中子星直徑只有大約20千米，但卻有兩個太陽那么重。因為它的巨大重力，它上面任何高于幾毫米的“山丘”都會垮掉，所以它也是最圓的天然物體之一。
科學(xué)家想象中的中子星內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖片來源：Wikipedia | 翻譯：易舒序
它重到什么程度呢？假設(shè)你用中子星密度的東西做一顆子彈在地球上發(fā)射（不能真的用中子星做，因為一旦脫離母星，就沒有那么多引力來束縛它，這些中子星物質(zhì)就會膨脹開來并把你轟成渣渣），這顆子彈會掉下去擊穿整個巖石圈，向四面八方掀起巨大的地震，留下破碎的撞擊坑；然后高速氣化它路過的所有巖漿，化為一顆地下流星（畢竟以它的密度而言，巖漿什么的和空氣沒啥區(qū)別），最后永遠(yuǎn)停留在地球中心。
嗯讓你失望了，還不能摧毀地球，但是人家畢竟只是一顆子彈啊。
換個角度說：如果你把這顆子彈放在一個底座上讓它不沉下去，那么當(dāng)你靠近到幾米之內(nèi)的時候，它對你的引力就會超過地球引力，讓你覺得自己是在一個斜坡上往下滑?？拷揭幻椎臅r候，除非你全身綁好安全帶，否則它會以讓你胳膊脫臼的力量把你拽過去。而如果你的手指碰到了它，那么它的引力足以讓你指尖的血液沖破皮膚噴涌而出。
黑洞愛好者可能會抗議說黑洞才是最重的。但是黑洞其實是作弊——它已經(jīng)掉出了我們的時空，我們看到的一坨黑只是它從異世界深淵投下的影子。這帶來了一個大問題，用霍金的話說就是“黑洞沒有毛”：不算外掛的話，所有的黑洞都是光禿禿的一個黑球球，區(qū)別無非是質(zhì)量、電荷和旋轉(zhuǎn)速度而已。兩個黑洞本體并合只不過產(chǎn)生一個新黑洞，放出來的也只有引力波。觀測這些現(xiàn)象確實能對理論做一些貢獻(xiàn)，但總的而言，它本身沒有太多事情可以做。
中子星可就不一樣了。它是正經(jīng)在我們宇宙里面，正經(jīng)能被我們看見，正經(jīng)能對人類世界產(chǎn)生本質(zhì)影響的。比如，它們能向太空中扔金子。
千新星：
貨幣的起源是相撞
宇宙誕生后不久有了質(zhì)子和中子，然后它們差不多自發(fā)地變成了氫、氦和鋰，但也就到此為止。恒星的誕生令這頭三個元素可以進(jìn)一步聚變并放出能量，但是這個聚變到了鐵就又不得不停止。鐵是最穩(wěn)定的元素，繼續(xù)變大反而會變得不穩(wěn)定，不但不能放出能量，還需要在極端環(huán)境下投入巨大能量才能做出更重的東西，譬如我們都想要的銀、鉑和金。
要怎么做呢？一個很簡單的辦法是往里面拼命地扔中子。中子多了之后有些會衰變成質(zhì)子，這樣就得到了新的元素。但要點是一定得快，比衰變速度更快，才能得到金子這個級別的最重元素；不然就只能得到比鐵稍微重一些的東西，比如鉛。
當(dāng)天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，就連超新星爆發(fā)都到不了這么快的時候，別提有多失望了。
但是超新星爆發(fā)經(jīng)常會留下一個中子星。而中子星除了外表的固態(tài)殼層和最里面的內(nèi)核之外，剩下的部分幾乎都是中子，所以如果能讓這些取之不盡的中子噴射出來撞到鐵之類的原子的話，那么別說金子要多少有多少，更重的元素——比如核裂變中至關(guān)重要的鈾和钚——也都能輕易做出來。
只有一個問題。這些中子之所以一開始在那里，就是因為中子星巨大引力的束縛，它們才不會自動跑掉。如果是黑洞的話，那這一步就是死路了，沒有任何常規(guī)物質(zhì)能逃離黑洞。所幸中子星沒有那么絕，還可以依靠外界暴力手段：比如中子星撞黑洞，或者干脆兩顆中子星撞在一起。
根據(jù)模型估算，這樣的一次相撞，應(yīng)該能產(chǎn)生300個地球那么重的黃金；地球上的大部分貴金屬應(yīng)該都是很久以前這樣的過程帶來的。研究者預(yù)測這種相撞還會產(chǎn)生巨量放射性元素，它們的衰變將在短時間內(nèi)發(fā)出大量的光，亮度應(yīng)該能達(dá)到新星的1000倍左右，因此這個相撞現(xiàn)象又被稱為“千新星”。
藝術(shù)家對于雙中子星并合產(chǎn)生“千新星”現(xiàn)象的想象圖。圖片來源：University of Warwick/Mark Garlick
