在我們所處的星球上,一切物質都源自94種化學元素的奇妙組合(這些都是自然界中的,非實驗室創造),放眼看去這個五彩斑斕的世界,你會驚嘆於它的不可思議。而在廣袤無垠的宇宙中,除了地球之外的廣闊天地,也同樣由這94種元素所構建,對此我們何以如此確信呢?因為科學界已經有了如山鐵證。
地球上察覺的種種化學元素,在其它星球也有類似的蹤跡。當踏上月球之際,人類了解到月壤富含氦、銀及水。自動探月車也在我們的近鄰火星上著陸,揭示了火星土壤中蘊藏大量的鐵元素,與氧結合形成了大家熟知的紅色氧化鐵。我們還了解到,金星那稀薄的大氣中,蘊含豐富的硫磺。而海王星的探測,更是揭示了那裏充滿了如甲烷之類的有機分子。
但是,在宇宙的其他角落又隱藏著什麽呢?看似難以探索外星球的構成,它們實在是太過遙遠。即使是離我們最近的恒星系統比鄰星,也遠在海王星之外一萬倍之遙,距離約為4.3光年。而最近的星系——仙女座,則更是遙遠,相隔足有二百五十萬光年。
然而,盡管距離遙不可及,這些星球仍然透過傳遞資訊的方式與我們聯系,而聯系的紐帶便是光。從遙遠太空穿越而來的光線,攜帶著星球組成的秘密,為我們解碼它們的成分提供了關鍵。元素在受熱或燃燒時發出的獨特光芒,揭示了它們的身份。例如,鈉燃燒呈現黃色,鉀燃燒時為淡紫色,而銅則是藍色。
每一個元素都有其特有的光芒色彩,正是這一特性讓我們能夠洞察星球的元素構成。然而,真正理解這些星球並不僅是簡單的觀察它們發出的光芒,太陽系中離我們最近的星體太陽,就提供了最好的例證。
觀察太陽光的光譜,你會覺得似曾相識,仿佛看到了一個加寬版的天空彩虹,實際上彩虹也的確如此,只是在天際展現出的光譜便是如此。仔細審視這光譜,你會發現上面布滿了黑色線條,這便是所謂的吸收譜線。太陽中的元素不僅會放射出特定的光線,同時也會吸收特定的光線。一旦我們找出這些在太陽光中出現的黑色線條,就能像讀取條形碼一樣,列出太陽的元素構成表。不僅限於太陽,夜空中任何一顆可見的星星都可以用這種方法進行分析,從而推斷它們的元素構成。
科學家利用這種技術發現,與太陽相比,宇宙中的其他恒星擁有相似比例的重元素(除氫和氦之外的所有元素),不過碳的含量相對較少,氮的含量則相對豐富。例如,織女星,作為北半球夜空中第二亮的星,它的金屬含量僅為太陽的三分之一;而某些恒星則含有高濃度的重金屬。如天狼星的鐵含量是太陽的三倍,比鄰星則富含鎂。
綜觀全宇宙,盡管元素含量比例有所差異,但歸根結底,構成萬物的仍舊是那94種元素,地球上無一例外,我們與那些閃爍的恒星和星系,都是由同樣的物質構成。