在宇宙誕生最初的幾億年裏，除了來自宇宙微波背景輻射的微弱光亮以外，整個宇宙中幾乎是漆黑一片的。無數的星系和恒星在隨後十幾億年的漫長時間中出現，並組成了現在我們所能觀察到的浩瀚星空。
一、星系和恒星從何而來？
宇宙大爆炸發生的極短時間裏，四種基本的能量形式得以出現，它們是：引力、電磁力、強核力和弱核力。與此同時産生的原子物質和暗物質，一並被抛向廣袤的宇宙空間之中。
在大爆炸發生最初的幾十萬年裏，大多數原子物質以氫原子和氦原子構成的巨大星雲（更確切地說應該是原子物質相對密集的“團簇”）的形式存在，鑲嵌在由暗物質構成的更龐大的星雲之中。
由于宇宙大爆炸之後，早期宇宙中原子物質密度存在細微的差異（就像胡椒粉沒有撒均勻一樣），在一些物質相對密集的區域質量較大，産生的引力也較大，逐漸聚集形成更加密集的存在。
我們知道，把較多的能量壓縮到較小的空間時，溫度是會上升的。因此在引力的作用下，這些巨大的星雲逐漸凝聚使得自身的密度變得更大、溫度變得更高。從而在大爆炸之後整個宇宙普遍降溫的大背景下，出現了局部升溫的現象。
隨著溫度的升高，這些星雲內部的原子開始更快速的運動，更加頻繁而猛烈地相互碰撞，終于在極端的高溫下，電子脫離質子，重新創造出早期宇宙（大爆炸發生20分鍾左右時）中的等離子（物質區別于固體、液體和氣體這三種狀態的第四態，又叫等離子態）。此時的區域空間中，充滿了遊離的、帶電荷的質子和電子。
接著，溫度繼續升高。大約在1000萬攝氏度時，情況發生了新的變化：質子之間的碰撞是如此劇烈（因爲溫度足夠高），以至于兩個質子（都帶正電荷）之間相互的斥力不足以保持它們相互之間的距離，于是它們發生了“第一次親密接觸”（是不是覺得眼熟？）。這一瞬間，強核力開始産生作用，它將兩個質子緊密結合在一起，與兩個中子構成氦原子核，這一過程我們稱之爲“核聚變”。
在這一過程中，質子的少部分質量溶解了，轉化成爲巨大的能量釋放出來，致使所在區域的熱烈急劇升高。接連不斷的核聚變釋放出持續的能量，使得區域核心成爲一個巨大的“熔爐”，持續向外散發出能量（光和熱），從而阻止了所在區域物質向著核心的進一步聚集，形成一種相對穩定的存在——于是一顆恒星誕生了。
當上述過程，在巨大的、持續聚集的物質星雲中不斷重複出現時，最初的星系就出現了，它們由幾十億顆恒星組成，逐漸點亮了漆黑的宇宙。
二、新的化學元素如何誕生？
自1869年，俄國化學家門捷列夫編制出第一張不完全的化學元素表至今，我們已知的元素已經超過110多種（其中地球上存在94種），而研究發現在宇宙誕生的早期，只有大量的氫和氦兩種物質。那麽剩下的上百種元素是如何出現的呢？
如果你認真地研究過化學元素周期表，你會發現各個元素之間相似的化學屬性似乎隨著質子數的增加而有規律的重複出現。要通過最基本、最簡單的氫原子和氦原子，一步一步制造出質子數更多的嶄新化學元素，必然需要質子之間發生更加猛烈的碰撞。這樣的環境說起來簡單，卻是人類難以企及的存在：那就是在恒星的內部。
科學研究發現，現有元素周期表中的元素，是由三個階段被創造出來的：1.宇宙大爆炸不久，出現了氫和氦；2.從锂到鐵，基本都是在巨大的垂死恒星（紅巨星）內部通過核聚變而形成，後面直到鉛，則是垂死恒星內部通過中子捕獲而生成的；3.剩余其他所有元素，都是在超新星中形成的。而想要了解新元素誕生的細節，就必須知道更多。
三、某個恒星一生的故事
即使是壽命最短的恒星，也會持續燃燒幾百萬年，因此人類無法詳細地考察一顆恒星從誕生到消亡的完整過程。然而天文學家采取了另一種方式：大量地觀察和研究數以百萬計的恒星，它們分別屬于不同的生命周期階段，將這些數據積累和彙聚起來，最終勾勒出了也許是“某個”恒星一生的故事。
一開始，由于引力的作用，巨大星雲的內部不斷聚合，直到發生持續的核聚變，形成一顆恒星。它的大小代表著自身的質量和內部的密度、溫度，在觀察上體現爲不同的亮度和顔色。隨著恒星的形成，它所釋放的能量和引力形成平衡，它進入了自己漫長而穩定的持續燃燒階段（通常長達幾十億年之久）。
直到有一天，它內部的氫原子耗盡，內核充滿了氦，聚變戛然而止。由于不能再提供與引力相平衡的能量，它的內核將繼續收縮。如果這顆恒星很小，它就會將外層物質（由于溫度不夠而尚未聚變的氫）抛到附近的太空之中，只留下繼續收縮的核，隨著收縮的繼續，它的溫度會升高，成爲一顆“白矮星”（比原來的恒星要小，不過非常亮）。此時它的熱量實際上來自它還是一顆恒星時所創造的能量，這些能量會逐漸消散，于是它漸漸冷卻，最終成爲一顆冰冷的灰燼（科學家們稱爲“黑矮星”）。
如果這顆恒星非常大，那麽在它死亡之前，會發生不一樣的情況。由于不再擁有足夠多的氫元素燃燒，它的內核溫度開始下降，同時在引力作用下開始收縮，外層溫度在收縮時不斷升高，以至于可以使剩下的氫元素繼續聚變。結果導致這顆恒星發生擴張（外層聚變），轉變爲“紅巨星”。
如果這顆恒星足夠大，那麽在收縮過程中，內核的溫度會高到足以使氦原子發生聚變（內核二次聚變）形成碳原子，表面溫度降低，內核溫度升高，直至氦原子消耗殆盡，最後抛出外層碳原子，收縮成爲“白矮星”（恒星—紅巨星—白矮星）。
在更巨大的恒星內部，當氦原子全部聚變形成碳原子之後（此時已是紅巨星了），由于自身巨大的質量，在持續收縮的過程中溫度可以上升到足以使碳發生聚變（內核三次聚變），在極端燃燒中創造出氧和硅之類的元素。這樣的模式會不斷重複，每一種新燃料用完後，再次收縮提升溫度，再次聚變燃燒新元素……直至內核溫度達到40億攝氏度時，開始創造出大量的鐵元素。
此時，反複發生的聚變終于停止了。
一旦一顆龐大的恒星中心充滿了鐵元素，它就會在被稱爲“超新星”的一次巨大爆炸中發生最後一次收縮。這顆恒星的亮度一度相當于整個星系的亮度，它的大部分質量會被抛向太空，同時，它的中心會坍縮成爲密度非常高的物質，從而形成一顆中子星，甚至黑洞（恒星—紅巨星—超新星—中子星/黑洞）。
在從紅巨星到超新星爆炸的幾秒鍾內，元素周期表中從鐵到鈾（原子序數26-92）的所有其他元素，通過中子捕獲被創造出來，並抛入了太空。這些所有的不同階段抛向太空的物質，最終形成了更加神奇的存在，比如無數的行星、衛星、彗星等，當然也包括——地球。【本節完】
下期預告：【萬物起源傳說】宇宙的起源（三）：太陽系和地球
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