“宇宙最后所有的元素都会变成铁”的说法是有阶段性的，是建立在质子的寿命是永恒的基础之上。事实上，我们至今还无法确定质子的寿命，当然，假说和猜想倒是一大堆，有的理论认为质子可以衰变为正电子和π介子，也有的理论认为质子不会衰变。
就目前的状况来说，质子的寿命是远比整个宇宙历史要长的，如果它真的是永恒的，那宇宙最后就可能是一坨铁原子。那具体是咋回事呢？
我们要先从铁元素原子核说起。
铁原子核是最稳定的原子核
我们都知道，宇宙中存在着许许多多的天体，有一类天体被我们称为恒星，比如：太阳就是恒星。恒星有一个特点就是内核会在巨大压力下发生核聚变反应。
就拿太阳来举例子，整个过程大概是这样的，太阳的质量占据整个太阳系大概99.86%以上的质量，因此，自身的引力巨大，这就使得内核的温度特别高，可以达到1500万度，200多万个大气压。
但是，我们要知道的是，同样是利用核聚变原理的氢弹要引爆至少需要1亿度。
因此，太阳内核的温度虽然非常高，但还没有达到可以瞬间点燃核聚变的温度。不过，太阳内核在如此高温下，已经不再是普通的物质状态了，而是等离子态。
这种状态下，原本的原子结构根本保不住，电子和原子核到处乱串，更像是一锅粒子粥。于是，就有一定概率原子核之间会发生核聚变，不过这个概率极其低，大概一对原子核在10亿年才能发生一次。不过，太阳足够大，原子核的数量足够多，因此，反应还是可以发生的，只不过不会像氢弹那样一下子全炸了，而是慢慢烧着。
恒星一开始都是先烧氢原子核，产生氦原子核，这一共有两条路径，分别是质子-质子反应链和碳氮氧循环。
如果恒星的质量足够大的话，还会继续引发氦的核聚变反应，生成氧元素和碳元素。
同样，如果恒星的质量足够大，还能继续引发碳和氧的核聚变反应。就这样，恒星的核聚变反应可以一直持续到铁元素。
如果是质量大于太阳质量8倍以上的特大质量恒星，不仅是内核在发生核聚变，而是分层的，一层层在发生不同的核聚变反应。
而铁元素其实是一个关键，我们要知道的是，原子序数在铁之前的元素，它们发生核聚变的结果都是释放出大量的能量，但铁原子核并不是这样，要让它核聚变反应需要输入大量的能量，同时释放的能量远远小于输入的能量，也就是说，整个过程是一个能量的“亏本买卖”。
不仅如此，原子序数大于铁的元素，它们有裂变的趋势，最终也是裂变到铁元素为止。因此，我们就会发现，元素周期表中的元素都有往铁元素发展的趋势。
这是因为铁元素的原子核是最稳定的原子核，我们也管这个叫做比结合能最大的原子核。
而在我们宇宙当中，有一种趋势，就是趋向于熵最大，也是最稳定的状态。因此，在趋往这个最稳定状态的过程中，会有那么一个阶段的状态是宇宙中都是铁原子的时期。
那最终一定是铁原子么？
按照目前的理论来看，宇宙未来的宿命有多种多样。而基于对宇宙平均密度的研究，我们知道目前宇宙的平均密度要小于临界密度，这个临界密度大概是一立方米只有一个氢原子的水平。因此，宇宙的结局是向着膨胀的趋势发展的，最后会是冷死亡。
在这个方向上，有两个宇宙末日的假说，一个是大撕裂，一个是热寂。大撕裂意味着最终宇宙中的原子结构都会被撕裂开来，甚至包括原子核，因此，在这个理论框架下，铁原子是保不住。
其次就是热寂说，意思是到那个时候宇宙出处温度都是一致的，不会有热传递，也就不会有信息的传递。
而按照目前的理论来看，热寂会发生在大撕裂之后，因此，我们说铁原子未必会是宇宙的最后结局，而只是在这个进程上的一个阶段。
