科学探索|科学家们终于弄清了生命基础碳-12在恒星中的形成过程科学家们终于弄清了生命基础

马克斯-艾尔曼（Max Ehrmann）的著名诗歌《Desiderata》中所说，我们每个人都是宇宙的孩子。这首诗隐喻了我们在宇宙中的位置，但事实证明这是一个非常实际的事实。我们的身体含有恒星和星系的成分，这使我们成为宇宙的孩子。

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【科学探索|科学家们终于弄清了生命基础碳-12在恒星中的形成过程】更准确地说，我们是碳基生命形式。地球上的所有生命都以碳-12元素为基础。事实证明，这种东西是生命的一个重要通道。那么，宇宙怎么会有足够的它来制造你和我以及我们星球上的所有生命呢？天体物理学家和核物理学家认为，通过使用超级计算机模拟创造碳的过程，他们有一个答案。事实证明，这不是很容易。

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碳-12的配方需要一个压力锅和大量的源材料。恒星内部或恒星碰撞或爆炸期间的环境提供了压力锅。里面的成分是氦-4原子和一个理论上被禁止的叫做铍-8（8Be）的原子核。把它们放在一起，最终，你会得到碳-12 。目前没有办法在实验室里复制这个配方，以测试它并证明这个过程。这是因为你需要的温度和压力只存在于恒星内部。天体物理学家简述了这个过程，并且通过超级计算机模拟进行了证明。
恒星的核心参与了一个叫做核合成的过程。在其生命的大部分时间里，恒星是一个巨大的氢气球体。在内部，条件正好适合它融合氢原子，以制造氦原子。再进一步，将两个氦原子融合在一起，你就得到了8Be 。然后有一个化学反应涉及三个被称为"α粒子"的氦核和寿命很短的8Be 。如果恒星内部的条件恰到好处，阿尔法粒子和8Be可以融合在一起。这构成了碳-12生产的基础。这就是"三重阿尔法"过程，发生在这些内部温度极高（如高于108K）的较老的恒星内部。
爱荷华州立大学和东京大学的科学家们创建了一个复杂的超级计算机模型，说明α粒子（氦-4原子）和8Be核如何结合形成更重的原子。在他们的模型中，这个反应创造了一个不稳定的激发碳-12状态，称为霍伊尔状态。研究人员创建了一个强大的模拟环境，来模拟在恒星内创造碳-12的过程。然后，他们在日本神户的理化学计算科学中心的Fugaku超级计算机上运行它。该团队还开发了计算人工智能方面的新技术，现在，碳-12生产的基本问题似乎已经被模拟所回答。