Hladno pivo vročega dne ali nočni šal iz viskija poleg ognjenega premoga. Dobro zaslužen kozarec vam lahko razbremeni razmišljanje, dokler ne začutite, da boste lahko prebudili skrivnosti življenja, smrti, ljubezni in identitete. V takšnih trenutkih se lahko zdi, da sta alkohol in kozmika tesno prepletena.
Sorodne vsebine
- Znanost, ki stoji za vašim poceni vinom
Zato morda ne bo presenečenje, da je vesolje prežeto z alkoholom. V plinu, ki zaseda prostor med zvezdami, so trde stvari skoraj vseobsežne. Kaj počne tam? Je čas, da pošljemo nekaj velikih raket, da jih začnemo zbirati?
Kemični elementi okoli nas odražajo zgodovino vesolja in zvezde v njem. Kmalu po velikem udaru so se protoni oblikovali po vsem razširjajočem se hladilnem vesolju. Protoni so jedra vodikovih atomov in gradniki za jedra vseh ostalih elementov.
Te se večinoma proizvajajo od velikega poka, z jedrskimi reakcijami v vročih gostih jedrih zvezd. Težji elementi, kot sta svinec ali zlato, so izdelani le v redkih masivnih zvezdah ali neverjetno eksplozivnih dogodkih.
Molekula etanola (Wikimedia Commons) Lažji, kot sta ogljik in kisik, se sintetizirata v življenjskih ciklih zelo številnih navadnih zvezd - vključno s svojim lastnim soncem. Tako kot vodik so tudi med najpogostejšimi v vesolju. V velikih prostorih med zvezdami je običajno 88% atomov vodik, 10% helij, preostalih 2% pa predvsem ogljik in kisik.
Kar je odlična novica za ljubitelje napitkov. Vsaka molekula etanola, alkohola, ki nam daje toliko užitka, vključuje devet atomov: dva ogljika, en kisik in šest vodika. Od tod kemični simbol C₂H₆O. Kot da se je vesolje namenoma spremenilo v monumentalno destilarno.
**********
Prostori med zvezdami so znani kot medzvezdni medij. Znana Orionova meglica je morda najbolj znan primer. Je najbližje območje nastajanja zvezd na Zemlji in je vidno s prostim očesom - čeprav je oddaljeno več kot 1300 svetlobnih let.
Kljub temu, da se ponavadi osredotočamo na barvite dele meglic, kot je Orion, kjer nastajajo zvezde, to ni alkohol. Nastajajoče zvezde proizvajajo intenzivno ultravijolično sevanje, ki uničuje bližnje molekule in otežuje nastajanje novih snovi.
Meglica Orion (Wikimedia Commons) Namesto tega morate pogledati dele medzvezdnega medija, ki se astronomom zdijo kot temni in motni in jih le oddaljeno osvetljujejo daljne zvezde. Plin je v teh prostorih izredno hladen, nekaj manj kot -260 ℃ ali približno 10 ℃ nad absolutno ničlo. Zaradi tega je zelo počasen.
Prav tako se fantastično široko razprši. Po mojih izračunih je na Zemlji gladina morja približno 3x10 25 molekul na kubični meter zraka - to je tri, ki mu sledi 25 ničel, kar je ogromno število. Na višini potniških curkov, približno 36.000 ft, je gostota molekul približno tretjino te vrednosti - recimo 1x10 25 . Mi bi se borili, da bi dihali zunaj letala, vendar je to v absolutnem smislu še vedno precej plina.
Zdaj to primerjajte s temnimi deli medzvezdnega medija, kjer je običajno 100.000.000.000 delcev na kubični meter ali 1x10 11 in pogosto veliko manj kot celo to. Ti atomi se redko dovolj približajo interakciji. Ko pa to storijo, lahko tvorijo molekule, ki so manj nagnjene k razstrelitvi z nadaljnjimi hitrostnimi trki kot takrat, ko se na Zemlji zgodi isto.
Dokaz je tam. (Tragoolchitr Jittasaiyapan) Če se na primer atom ogljika sreča z atomom vodika, se lahko lepijo skupaj kot molekula, imenovana metilidin (kemični simbol CH). Metilidin je visoko reaktiven, zato se na Zemlji hitro uniči, vendar je pogost v medzvezdnem mediju.
Preproste molekule, kot so te, se lahko bolj svobodno srečujejo z drugimi molekuli in atomi in počasi sestavljajo bolj zapletene snovi. Včasih bodo molekule uničile ultravijolična svetloba oddaljenih zvezd, vendar lahko ta svetloba delce spremeni tudi v nekoliko drugačne različice sebe, imenovane ioni, s čimer se počasi širi obseg molekul, ki se lahko tvorijo.
**********
Za izdelavo molekule z devet atomi, kot je etanol, v teh hladnih in ranljivih razmerah lahko še vedno traja izjemno dolgo - zagotovo veliko dlje kot sedem dni, ko boste lahko na podstrešju fermentirali domačo pivo, kaj šele čas, potreben za sprehod do trgovina z alkoholom.
Obstaja pa pomoč drugih preprostih organskih molekul, ki se začnejo zlepljati in tvorijo zrna prahu, kot je saja. Na površinah teh zrn potekajo kemične reakcije veliko hitreje, ker se molekule zadržujejo v njihovi bližini.
Zato ohlapna sočna območja, potencialna zvezdna rojstna mesta prihodnosti, spodbujajo, da se kompleksne molekule hitreje pojavijo. Iz značilnih linij spektra različnih delcev v teh regijah lahko ugotovimo, da obstajajo voda, ogljikov dioksid, metan in amonijak - pa tudi veliko etanola.
Prostor za več! (Afriški studio) Ko zdaj rečem veliko, morate upoštevati širino vesolja. In še vedno govorimo le o približno enem na vsakih 10m atomov in molekul. Predpostavimo, da bi lahko potovali skozi medzvezdni prostor, kjer ste držali pint kozarec in med selitvijo pobrali samo alkohol. Če želite zbrati dovolj za kanček piva, bi morali prepotovati približno pol milijona svetlobnih let - veliko dlje od velikosti naše Mlečne poti.
Skratka, v vesolju je neverjetno ogromno alkohola. Ker pa je razpršena na resnično velikih razdaljah, lahko podjetja s pijačo počivajo brez težav. Na sonce bo hladen dan, preden bomo ugotovili, kako zbrati karkoli od tega, mi je žal reči.
Ta članek je bil prvotno objavljen na pogovoru.
Alexander MacKinnon, višji predavatelj, astrofizika, Univerza v Glasgowu
