最近参观芝加哥艺术学院的印象派画廊时，我发现自己被一幅异常生动的雷诺阿画作《缝纫的年轻女子》所吸引。
博物馆的说明牌告诉我，“钴蓝色主导了这幅画”，我笑了，不是因为我是艺术家，而是因为我是天体物理学家；我研究的是我们在地球上发现的元素如何来自恒星、超新星和其他天体物理现象。虽然这些元素及其宇宙起源是我每天都在思考的事情，但我第一次开始思考一些元素是如何从宇宙的调色板进入艺术家的调色板的。所以，艺术背景下的一句普通陈述最终对我来说是一个非凡的提醒，即人类、我们各种追求以及自然世界在根本上是相互联系的。
我的好奇心被激发，我深入研究了艺术家使用的其他颜料和材料的化学成分，并意识到其中仅仅四种——木炭、钴蓝、镉黄和氦——就可以提供一次关于宇宙如何创造新元素的广泛巡礼。
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但是元素的起源仅仅是它们故事的开始。对人类和我们星球有限资源的剥削是未被讲述的、更悲伤的部分。木炭生产会导致森林退化，并通过温室气体的产生加剧气候变化。刚果民主共和国的钴矿开采是在极其危险的条件下进行的。镉是一种稀有元素，欧盟曾考虑禁止在颜料中使用，因为它对人类和动物都有毒，并且采矿和冶炼已将其分散到环境和食物链中。我们正面临全球短缺，液态氦对于保持 MRI 机器中的磁铁运转至关重要。即使这些元素的使用给我们带来了如此多的美丽，我们仍需记住我们对这些元素以及它们除艺术之外的用途的需求。
碳
自古以来，木炭就被用于艺术。它主要是纯碳，很容易从烧焦的木材中获得。与木炭在火焰中诞生的诗意并列的是，宇宙中大部分碳是通过氦核融合在恒星的宇宙熔炉中合成的。
法国南部的肖维岩洞包含了世界上一些最古老的洞穴绘画，由我们史前的祖先在大约 30,000 年前创作。研究人员认为，这些早期的艺术家选择木炭是因为它是完美的媒介，非常适合用于洞穴绘画中的晕染和混合技巧。
钴
随着化学的发展，我们也发现了新的元素，这塑造了我们所知的艺术。在从已有的矿物和矿石中识别出的元素中，有一种银色的金属钴，它是由化学家格奥尔格·勃兰特于 1739 年发现的。
这种元素的名字来源于德语单词“kobelt”，意思是小妖精——被认为会出没矿井的侏儒和地精。它之所以有不祥的名字，是因为与它相关的矿物(通常含有砷)具有腐蚀性，对矿工来说非常危险，他们认为这一定是恶意地下生物放在矿井里的。
我们现在知道钴不是来自致命的小妖精，而是来自恒星的死亡——特别是热核超新星和核塌缩超新星。热核超新星是白矮星因失控的核反应而发生的爆炸性死亡。另一方面，核塌缩超新星则来自大质量恒星。在这里，铁核的坍塌会产生冲击波，从而炸毁整颗恒星，并通过硅的爆炸性燃烧形成钴等元素。
几个世纪后，1739 年，路易-雅克·特纳发现了如何制造铝酸钴，也就是更广为人知的钴蓝。皮埃尔-奥古斯特·雷诺阿和爱德华·马奈是众多在作品中使用这种颜色的印象派画家，乔治·修拉也是如此，当他从印象派分支出来创作点彩画并创作了《大碗岛的星期日下午》时。它就挂在芝加哥艺术学院，离最初吸引我眼球的雷诺阿画作仅几步之遥。
镉
生产比铁更重的元素，如镉，需要富含中子的环境，这些中子会被较轻的“种子”核捕获。这可以在低质量恒星中缓慢地发生很长时间，或者在两颗中子星发生剧烈合并时在几秒钟内发生。
当镉被发现时，化学家似乎已经意识到它在艺术上的潜力。1817 年，弗里德里希·斯特罗迈尔通过还原锌冶炼厂烟囱中沉积的黄色物质发现了镉。在研究这种新元素时，他最终创造出鲜艳的黄色固体硫化镉，并表示它“有望在绘画中发挥作用。”
镉颜料很贵。能够负担得起使用它们的艺术家包括克劳德·莫奈。他在几部印象派作品中使用了镉黄，如《阿尔让特的艺术家之家》、《博尔迪盖拉》以及他 1890-91 年的《麦垛》系列中的《麦垛（日落，雪景）》。所有这些也都挂在芝加哥艺术学院。
氦
氦的起源可以追溯到大爆炸发生后的几分钟，当时在所谓的大爆炸核合成期间产生了氢、氦和少量锂。随着宇宙膨胀和冷却，质子和中子能够组装成原子核，产生了元素周期表中最轻的元素，为恒星的诞生和新元素的合成奠定了基础。
但是，元素周期表中的第二个元素是在碳、钴和镉等元素之后才被发现的，这可能令人惊讶。事实上，该元素是在太阳中被发现的，然后才在地球上被发现，因为它仅占地球大气层的0.0005%。
到了 19 世纪，科学家们意识到，通过将阳光分解成光谱，他们可以识别出对应于太阳大气中存在的元素的吸收线和发射线。天文学家皮埃尔·朱尔斯·詹森在 1868 年前往印度，在日全食期间观察太阳日冕的光线，并在黄色区域发现了一条以前从未见过的非常微弱的发射线。科学家后来得出结论，该线对应于太阳中存在的一种未知元素。这就是氦的名字来源于希腊太阳神赫利俄斯的原因。
如今，氦在当代艺术中得到了应用。卡琳娜·斯米格拉-博宾斯基的ADA就是一个极好的例子——一个动态雕塑，由一个充满氦气的透明气球组成，上面镶嵌着炭棒。气球在白色墙壁的房间里弹跳，由装置的参观者引导，在墙壁上覆盖着有趣的图案。
通过讲述星尘的故事，我希望我们可以提醒自己，我们生活在一个相互联系的美丽世界中，充满了稀有和珍贵的元素。我们有责任以关爱和尊重的态度对待它和彼此。我们不仅是星尘，而且每次创造新事物时都会重塑星尘，因此让我们创造奇迹。
这是一篇观点和分析文章，作者表达的观点不一定代表《大众科学》的观点。