Wszystkie otaczające cię obiekty materialne
złożone są z submikroskopowych jednostek zwanych cząsteczkami.
Cząsteczki są z kolei złożone
z pojedynczych atomów.
Cząsteczki często ulegają rozpadowi
i formują nowe cząsteczki.
Z drugiej strony
praktycznie wszystkie atomy, z którymi masz kontakt
w ciągu całego życia,
te tworzące ziemię, po której stąpasz,
powietrze, którym oddychasz, jedzenie, które jesz,
które tworzą każde żywe stworzenie, łącznie z tobą,
istnieją od miliardów lat
i powstały w miejscu niepodobnym do naszej planety.
Chciałbym wyjaśnić, skąd pochodzą te atomy.
Wszystko zaczęło się 14 miliardów lat temu od wydarzenia zwanego Wielkim Wybuchem,
w którym powstał wszechświat zawierający wyłącznie gaz.
Nie było wtedy gwiazd i planet.
Ten gaz złożony był wyłącznie z atomów
najprostszych pierwiastków.
W 75 procentach był to wodór,
zaś prawie całą resztę stanowił hel.
Nie istniały pierwiastki takie jak węgiel, tlen czy azot.
Nie było żelaza, srebra ani złota.
W niektórych miejscach gęstość tego gazu była niewiele wyższa niż w innych.
Wskutek działania grawitacji miejsca te przyciągały jeszcze więcej gazu,
co zwiększało siłę grawitacji,
co przyciągało jeszcze więcej gazu, i tak dalej.
Z czasem formowały się wielkie i gęste kule gazowe,
które zmniejszały się pod wpływem własnej grawitacji,
skutkiem czego podgrzewały się w środku.
W pewnym momencie jądro takiej kuli
staje się wystarczająco gorące, by zaszła w nim fuzja nuklearna.
Atomy wodoru zderzają się ze sobą formując hel,
uwalniając przy tym olbrzymie ilości energii
wystarczające do przeciwstawienia się skurczającej sile grawitacji.
Gdy energia powstająca w reakcjach fuzji
odpowiada energii grawitacji przyciągającej gaz
powstaje punkt równowagi.
W ten sposób rodzi się gwiazda.
W trakcie jej istnienia
reakcje fuzji zachodzące w jądrze masywnej gwiazdy
produkują nie tylko hel,
lecz również węgiel, tlen, azot
i wszystkie inne pierwiastki układu okresowego, aż do żelaza.
Jednak ostatecznie jądro zużywa całe paliwo,
skutkiem czego całkowicie się zapada.
Wynikiem tego jest niewiarygodnie potężny wybuch,
który nazywamy supernową.
Następują wtedy dwa ciekawe procesy.
Po pierwsze, eksplozja uwalnia tak dużo energii,
że fuzja szaleje,
tworząc pierwiastki z atomami cięższymi niż żelazo,
takie jak srebro, złoto czy uran.
Po drugie, wszystkie pierwiastki nagromadzone w jądrze gwiazdy,
takie jak węgiel, tlen, azot, żelazo,
jak i te powstałe w wybuchu supernowej,
są wyrzucane w przestrzeń międzygwiezdną,
gdzie mieszają się z obecnym tam gazem.
Tak wszystko zaczyna się od nowa.
Chmury gazów, zawierające nowe pierwiastki,
poza wyjściowymi wodorem i helem,
mają obszary o większej gęstości,
które przyciągają więcej materii, i tak dalej.
Tak jak wcześniej, powstaje nowa gwiazda.
Nasze Słońce zrodziło się około 5 miliardów lat temu.
To oznacza, że gaz, z którego powstało
był wzbogacony przez wiele pierwiastków
z wybuchów supernowych od początku wszechświata.
W ten sposób Słońce zyskało te pierwiastki.
To i tak wciąż 71 procent wodoru
i reszta w postaci helu stanowiącego 27 procent.
Pamiętaj jednak, że gdy powstały pierwsze gwiazdy
z samego wodoru i helu,
pozostałe pierwiastki układu okresowego
stanowiły 2 procent Słońca.
Co z Ziemią?
Planety powstają jako produkt uboczny formowania gwiazd
z tych samych chmur gazu co gwiazda.
Małe planety, jak Ziemia, mają za słabą grawitację,
by utrzymać dużo gazów wodoru lub helu,
które są bardzo lekkie.
Mimo tego, że węgiel, azot, tlen i inne
stanowią tylko 2 procent chmury gazu, z której powstała Ziemia,
te ciężkie pierwiastki tworzą większość naszej planety
i wszystko na niej.
Pomyśl o tym:
z wyjątkiem wodoru i niewielkiej ilości helu
ziemia, po której chodzisz,
powietrze, którym oddychasz, nasze ciała,
wszystko zbudowane jest z atomów powstałych we wnętrzu gwiazd.
Gdy naukowcy odkryli to po raz pierwszy
w pierwszej połowie XX wieku,
słynny astronom Harlow Shapley skomentował to tak:
"Jesteśmy braćmi głazów, kuzynami chmur."