🌌داستان ما و حیات, شیمی و کیهانشناسی
🔹اگر یک لحظه کل کیهان را از بالا نگاه کنیم، با منظرهای باورنکردنی روبهرو میشویم: میلیاردها کهکشان، ستارههای بیشمار، سیارات، سحابیها و ابرهای عظیم گاز و غبار. اما اگر همهٔ این پیچیدگی را کنار بگذاریم و سؤال را خیلی ساده کنیم، میرسیم به یک سؤال شیمیایی: این همه چیز از چه ساخته شده؟ جواب در نگاه اول ساده است؛ از عناصر شیمیایی. ولی داستان اینکه این عناصر از کجا آمدهاند، یکی از جذابترین داستانهای علم است.
🔹در جهان بسیار اولیه، شرایط با امروز کاملاً فرق داشت. دما و چگالی فوقالعاده بالا بود و طی مدت کوتاهی فرایندی به نام نوکلئوسنتز مهبانگ (Big Bang nucleosynthesis؛ تشکیل هستههای اتمی در جهان اولیه) اتفاق افتاد. بخش عمدهٔ مادهٔ معمولی جهان به هیدروژن و هلیوم تبدیل شد و مقدار بسیار کمی هم از عناصر سبکتر مثل دوتریم و لیتیوم به وجود آمد. اما تقریباً خبری از کربن، اکسیژن، آهن و عناصر سنگینتر نبود. بنابراین ستارهها هنوز به دنیا نیامده بودند، ولی مواد اولیهٔ لازم برای ساختن نسلهای بعدی جهان آماده شده بود.
🔹بعد ستارهها شکل گرفتند و اینجا شیمی و فیزیک هستهای وارد مرحلهٔ تازهای شدند. در مرکز ستارهها، دما و فشار آنقدر زیاد است که همجوشی هستهای (Nuclear fusion؛ ترکیب هستههای سبک و آزاد شدن انرژی) میتواند رخ دهد. ستارهها از هیدروژن شروع میکنند و در مراحل مختلف زندگیشان عناصر سنگینتری تولید میکنند. کربن و اکسیژن از مهمترین محصولات این فرایندها هستند و در ستارههای پرجرم، مسیر تولید عناصر میتواند تا عناصر سنگینی مثل سیلیکون و در نهایت آهن ادامه پیدا کند. عناصر سنگینتر از آهن هم عمدتاً به فرایندهای هستهای خاص در محیطهای بسیار پرانرژی وابستهاند.
🔹و اینجا یک حلقهٔ بسیار زیبا شکل میگیرد: ستارهها فقط مصرفکنندهٔ ماده نیستند؛ کارخانهٔ کیهانی تولید عناصر هم هستند. وقتی بعضی ستارهها در پایان عمرشان موادشان را به فضا برمیگردانند، عناصر ساختهشده وارد محیط میانستارهای میشوند. بعدها همین مواد میتوانند در شکلگیری ستارهها و سیارات نسلهای بعدی شرکت کنند. بنابراین کربن موجود در مولکولهای زیستی، اکسیژن موجود در آب و بسیاری از عناصر موجود در زمین، بخشی از تاریخ ستارهایِ جهان را با خودشان حمل میکنند. از همینجا سفر ما در «شیمی کیهان» شروع میشود: اول عناصر ساخته شدند؛ بعد ستارهها آنها را غنیتر کردند؛ سپس سیارات و مولکولهای پیچیده از این مواد شکل گرفتند و در ادامه، یکی از همین محیطها روی زمین به حیات رسید.
ادامه دارد ...
🆔 @persiancosmology