สสารทั้งหมดรอบตัวคุณ
ประกอบขึ้นมาจากหน่วยเล็กจิ๋ว
ที่เรียกว่าโมเลกุล
และโมเลกุลเองก็ประกอบ
ขึ้นจากอะตอม
โมเลกุลแยกสลายอยู่เรื่อย ๆ
แล้วก็ก่อตัวเป็นโมเลกุลใหม่
ในทางตรงกันข้าม
อะตอมแทบทุกตัว ที่คุณเคยสัมผัส
ตลอดช่วงชีวิตของคุณ
อะตอมที่อยู่ในพื้นดิน ใต้เท้าคุณ
ในอากาศที่คุณสูดหายใจ ในอาหารที่คุณกิน
อะตอมที่รวมกันเป็นสิ่งมีชีวิต ทุกชีวิต รวมถึงคุณด้วย
ดำรงอยู่มาแล้วหลายพันล้านปี
ถูกสร้างขึ้น ในสถานที่ที่ต่างไปจากโลกเรามาก
อะตอมมีที่มาที่ไปอย่างไร? ผมจะเล่าให้คุณฟัง
เรื่องเริ่มขึ้นเมื่อ 14 พันล้านปีก่อน
ด้วยเหตุการณ์ที่เราเรียกว่า บิ๊กแบง
ซึ่งทำให้เกิดจักรวาล ที่มีแต่แก๊สล้วน ๆ
ยังไม่มีดาวฤกษ์ ยังไม่มีดาวเคราะห์
แก๊สที่มีก็เป็นแค่อะตอม
ของธาตุที่เรียบง่ายที่สุด
ประมาณ 75 เปอร์เซนต์เป็น ไฮโดรเจน
และเกือบทั้งหมดที่เหลือเป็น ฮีเลียม
ไม่มีธาตุพวก คาร์บอน ออกซิเจน หรือไนโตรเจน
ไม่มีเหล็ก เงิน หรือทอง
บางจุดมีแก๊สหนาแน่นกว่าจุดอื่นเล็กน้อย
แรงดึงดูดจะยิ่งดูดให้จุดนั้น ๆ มีแก๊สสะสมมากขึ้น
ซึ่งก็ยิ่งทำให้แรงดึงดูดมีมากขึ้นไปอีก
แล้วดึงแก๊สมาเพิ่มอีก เช่นนี้ไปเรื่อย ๆ
ท้ายที่สุด ก็เกิดลูกบอลแก๊สลูกใหญ่ขึ้น
มันจะหดเล็กลงเพราะแรงดึงดูดของตัวเอง
และส่งผลให้ภายในร้อนขึ้นด้วย
ณ จุดนึง แกนลูกบอลนั้น
ก็ร้อนพอ จนเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นขึ้น
อะตอมไฮโดรเจนชนและรวมตัวกันเป็นฮีเลียม
พร้อมทั้งปลดปล่อยพลังงานออกมา
มากพอที่จะต้านการหดตัวเนื่องจากแรงดึงดูด
เมื่อพลังงานที่ผลักออก จากปฏิกิริยานิวเคลียร์
เท่ากันกับแรงที่ดึงดูดให้แก๊สหดตัวเข้า
สมดุลก็เกิดขึ้น
และดาวฤกษ์ก็ได้ถือกำเนิดขึ้น
ในช่วงชีวิตของดวงดาว
ปฏิกิริยาฟิวชั่นในแกนของดาวขนาดมหึมา
ไม่ได้ผลิตแค่ฮีเลียม
แต่ยังมีคาร์บอน ออกซิเจน ไนโตรเจน
และธาตุอื่น ๆ ในตารางธาตุทั้งหมด ไล่ไปจนถึงเหล็ก
แต่ท้ายที่สุด เชื้อเพลิงภายในแกนจะหมดลง
ทำให้ดาวทั้งดวงยุบตัว
และก่อให้เกิดการระเบิดที่ทรงพลังอย่างน่าเหลือเชื่อ
ที่เราเรียกว่า ซุปเปอร์โนวา
ณ จุดนี้มีสองสิ่งที่ควรพูดถึง
เกี่ยวกับการสร้างธาตุของซุปเปอร์โนวา
อย่างแรก การระเบิดนั้นปล่อยพลังงานมหาศาลออกมา
มากจนการฟิวชั่นรุนแรงกว่าปกติ
ทำให้เกิดธาตุที่มีอะตอมหนักกว่าเหล็ก
อย่างเงิน ทอง และยูเรเนียมขึ้นมา
อย่างที่สอง ธาตุทั้งหมดที่ถูกสะสม
อยู่ในแกนของดาวฤกษ์
อย่างคาร์บอน ออกซิเจน ไนโตรเจน เหล็ก
รวมไปถึงธาตุที่เกิดจากการระเบิดซุเปอร์โนวา
จะถูกพ่นกระจายไปในอวกาศ
ไปผสมปะปนกับแก๊สที่มีอยู่เดิม ณ จุดต่าง ๆ
แล้วประวัติศาสตร์ก็ซ้ำรอยตัวเอง
กลุ่มเมฆแก๊สตอนนี้มีธาตุอยู่หลายชนิด
นอกเหนือจากไฮโดรเจนและฮีเลียมดั้งเดิม
เกิดบริเวณที่ความหนาแน่นสูงขึ้น
ซึ่งจะดึงดูดสสารเข้ามาเพิ่มอีก เช่นนี้ไปเรื่อย ๆ
เช่นเดิม ดาวฤกษ์ดวงใหม่ก็จะก่อตัวขึ้น
ดวงอาทิตย์ของเราเกิดขึ้นแบบนี้ ประมาณ 5 พันล้านปีก่อน
แปลว่าในแก๊สที่ก่อตัวเป็นดวงอาทิตย์
ได้เก็บสะสมธาตุต่าง ๆ มากมาย
จากการระเบิดซุปเปอร์โนวา ตั้งแต่จักรวาลถือกำเนิด
นั่นคือที่มาว่าธาตุต่าง ๆ มารวมอยู่ในดวงอาทิตย์ได้อย่างไร
แต่ส่วนใหญ่ยังคงเป็นไฮโดรเจน 71 เปอร์เซนต์
และที่เหลือเกือบทั้งหมดเป็นฮีเลียม 27 เปอร์เซนต์
แต่ขอให้จำไว้ว่า
ในขณะที่ดาวฤกษ์แรกเริ้มมีแต่
ไฮโดรเจนและฮีเลียมล้วน ๆ
แต่มีธาตุอื่น ๆ ในตารางธาตุ
ถึงสองเปอร์เซนต์ในดวงอาทิตย์
แล้วโลกล่ะ?
ดาวเคราะห์เกิดขึ้นเป็นผลพวงจากการก่อตัวของดาวฤกษ์
จากเมฆแก๊สกลุ่มเดียวกับที่ก่อเป็นดาวฤกษ์
ดาวเคราะห์เล็ก ๆ อย่างโลก ไม่มีแรงดึงดูดพอ
จะรั้งไฮโดรเจนหรือฮีเลียมไว้ได้มาก
เพราะแก๊สทั้งสองเบามาก
ดังนั้น ถึงแม้ว่าคาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน และธาตุอื่น ๆ
จะมีอยู่แค่สองเปอร์เซนต์ ในกลุ่มเมฆแก๊สที่ก่อตัวเป็นโลก
ธาตุหนักเหล่านี้ก็รวมตัวกันเป็นมวลหลักของโลก
และทุกสิ่งบนโลก
ลองคิดดู
ยกเว้นไฮโดรเจนและฮีเลียมบางส่วน
พื้นที่คุณเดิน
อากาศที่คุณหายใจ
ทุกสิ่งประกอบจากอะตอม
ซึ่งถูกสร้างขึ้นในดวงดาว
ตอนที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบเรื่องนี้
เมื่อสมัยครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20
ฮาร์โลว์ แชปลี นักดาราศาสตร์ผู้โด่งดัง กล่าวไว้ว่า
"เราเป็นพี่น้องกับก้อนหิน เป็นญาติกับก้อนเมฆ"