既然核聚變的最終產物是鐵，那麼宇宙中的重元素都是怎麼來的？

或者說重元素在宇宙中是怎樣形成的吧，是一個問題。

謝邀。

自大爆炸之後，宇宙的重元素合成主要在三個場所進行，恆星，熱核爆炸超新星，核坍縮超新星。其主要的合成途徑有質子俘獲（p process），α反應鏈，快中子俘獲過程（r process），慢中子俘獲過程（s process）。

恆星的核合成始於氫（星體的質量大於0.08倍太陽質量），或者始於氘（星體的質量小於0.08倍太陽質量且大於0.012倍太陽質量）。燃燒中心的氫(途徑為pp鏈、碳氮氧循環)為He（氦）的階段稱為主序，中心氫耗盡，形成一個簡併或非簡併的He core，氫燃燒在它表面進行（H shell burning）。視恆星的質量，He core可能繼續燃燒也可能就此打住，留下氦白矮星。He燃燒階段，通過α反應鏈合成C（碳）、O（氧），以及少量的Ne（氖）、Mg（鎂）。3 （ 粒子是He原子核）合成C，即2 粒子聚變為Be（鈹），Be俘獲 合成C；C俘獲α合成O，O俘獲α合成Ne，Ne俘獲α合成Mg。He core燃盡，形成簡併或非簡併的CO core，視恆星的質量，CO core可能繼續燃燒也可能就此打住，留下碳氧白矮星。C燃燒開始，恆星進入AGB階段，逐次燃燒合成重元素。C燃燒，C俘獲α合成O，O俘獲α合成Ne，Ne俘獲α合成Mg，Mg俘獲質子合成Al（鋁）。Ne燃燒，主要的合成是O俘獲α合成Ne，Ne俘獲α合成Mg，Mg俘獲質子合成Al，Mg俘獲α合成Si（硅）。O燃燒，O聚變為P（磷）、S（硫）、Si。Si燃燒反應很複雜，重核在高能光子轟擊下碎裂為輕核，直至為質子、中子。爾後，Si俘獲輕核、核子逐漸合成更重的核，直到Fe，此過程最終達到統計平衡。Fe之後，Fe慢中子俘獲，核合成一直到釙（Po，84號元素）。

Po之後的元素，是在核坍縮超新星爆炸時核心釋放高密度中子流，鐵族元素進行快中子俘獲合成的。

題目里說的聚變最終產物是鐵，既對也不對。

• 位於赫羅圖裡主星序內的主序星，其位於主星序時期內能量全部來源於氫（H）聚變成氦（He）。氫的消耗速度正比於恆星質量。恆星對抗自身引力坍縮的能量來源就是聚變。當大質量的恆星氫燃燒完之後，會在自身引力作用下坍縮，這一過程會使得核心溫度和壓力大幅升高，然後會達到發生He聚變的條件，產物大致是碳（C）和氧（O）。當氦逐漸消耗，恆星又開始坍縮，溫度和壓力進一步升高，然後是C、O聚變，產物大致是硅（Si）。然後Si聚變成鐵（Fe），由於Fe的比結合能最大，可以簡單理解成Fe聚變產生的能量得不償失，於是聚變的鏈條到Fe鐵就停止了。此時恆星就像一顆洋蔥，最外到最裡層依次是H、He、C、Si、Fe。

但並不是說恆星的演化到了這步就完全停止了。

• Fe在中子丰度高的環境下會發生中子俘獲反應，生成Fe-57、Fe-58等，這些核素是不穩定的，會經過β-衰變成Co-57、Co-58等，再經過中子俘獲、β-衰變，生成Ni、Cu等更重的元素。
• 大質量恆星在產生Fe核心之後，由於聚變反應的停止，核心會發生劇烈的引力坍縮，並基於某個目前並不明確的機制，發生超新星爆發，外層的物質被吹出，包括大量的中微子。中微子會和輕元素反應生成一些放射性的重元素，比如U等，它們的衰變會形成其他重元素。

現在一般認為主要是超新星爆發時鐵原子核在極高的溫度和壓力下與自由中子、自由電子、質子及其他原子核發生反應，產生鈾之前的所有重元素並炸散到宇宙空間。其他的來源還有中子星相撞產生、黑洞破壞中子星時產生、在早期宇宙里溫度非常高的狀態下產生，以及由這些反應生成的放射性物質自然衰變產生。

經過10月16日的新發布，「黃金和白金等重元素是兩個中子星碰撞產生的」這個知識應該已經有許多人知道了。