Hladno pivo vrućeg dana ili viska noćna kapa pored vatre na ugljenu. Dobro zarađena čaša može vam olakšati razmišljanje sve dok ne budete sposobni probiti tajne života, smrti, ljubavi i identiteta. U takvim trenucima alkohol i kozmički mogu izgledati usko isprepleteni.
Povezani sadržaj
- Znanost koja stoji iza vašeg jeftinog vina
Tako da možda ne bi trebalo biti iznenađenje da je svemir prepun alkohola. U plinu koji zauzima prostor između zvijezda, tvrde su stvari gotovo sveprožimajuće. Što se tamo radi? Je li vrijeme da pošaljete neke velike rakete da je počnemo sakupljati?
Kemijski elementi oko nas odražavaju povijest svemira i zvijezda u njemu. Ubrzo nakon Velikog praska, protoni su se formirali u širenju sve hladnijeg svemira. Protoni su jezgre atoma vodika i građevni blokovi za jezgre svih ostalih elemenata.
To se uglavnom proizvodi od Velikog praska nuklearnim reakcijama u vrućim gustim jezgrama zvijezda. Teži elementi poput olova ili zlata proizvode se samo u rijetkim masivnim zvijezdama ili nevjerojatno eksplozivnim događajima.
Molekula etanola (Wikimedia Commons) Lakše poput ugljika i kisika sintetiziraju se u životnim ciklusima vrlo mnogo običnih zvijezda - uključujući na kraju i naše sunce. Poput vodika, oni su među najčešćim u svemiru. U ogromnim prostorima između zvijezda, obično 88% atoma je vodik, 10% je helij, a preostalih 2% uglavnom su ugljik i kisik.
Što je odlična vijest za ljubitelje alkoholnih pića. Svaka molekula etanola, alkohola koji nam pruža toliko užitka, uključuje devet atoma: dva ugljika, jedan kisik i šest vodika. Otuda je kemijski simbol C₂H₆O. Kao da se svemir namjerno pretvorio u monumentalnu destileriju.
**********
Prostori između zvijezda poznati su kao međuzvijezdani medij. Čuvena Orionova maglica možda je i najpoznatiji primjer. To je najbliže područje stvaranja zvijezda Zemlji i vidljivo golim okom - iako je udaljeno više od 1300 svjetlosnih godina.
Ipak, iako smo skloni fokusirati se na šarene dijelove maglina poput Oriona gdje izlaze zvijezde, to nije mjesto odakle dolazi alkohol. Zvijezde u nastajanju proizvode intenzivno ultraljubičasto zračenje, koje uništava obližnje molekule i otežava formiranje novih tvari.
Maglica Orion (Wikimedia Commons) Umjesto toga, trebate pogledati dijelove međuzvjezdanog medija koji astronomima izgledaju kao mračno i oblačno, a samo slabo osvijetljeni udaljenim zvijezdama. Plin je u tim prostorima izuzetno hladan, nešto manje od -260 ℃, odnosno oko 10 ℃ iznad apsolutne nule. To ga čini vrlo sporim.
Također je fantastično široko rasprostranjen. Prema mojoj računici, na razini mora na Zemlji postoji otprilike 3x10 25 molekula po kubnom metru zraka - to je tri praćena 25 nulama, što je ogroman broj. Na visini putničkih mlaznica, oko 36 000ft, gustoća molekula je otprilike trećina ove vrijednosti - recimo 1x10 25 . Mi bismo se trudili disati izvan zrakoplova, ali to je još uvijek prilično puno plina u apsolutnom smislu.
Usporedite to s tamnim dijelovima međuzvjezdanih medija, gdje obično ima 100 000 000 000 čestica po kubnom metru, ili 1x10 11, a često i puno manje od toga. Ti se atomi rijetko dovode dovoljno blizu da bi mogli komunicirati. Ipak, kad to učine, mogu formirati molekule manje sklone razbijanju daljnjim sudarima velike brzine nego kad se ista stvar dogodi na Zemlji.
Dokaz je tamo. (Tragoolchitr Jittasaiyapan) Na primjer, ako se atom ugljika susreće s atomom vodika, oni se mogu lijepiti kao molekula koja se naziva metilidin (kemijski simbol CH). Metilidin je visoko reaktivan, pa se na Zemlji brzo uništava, ali je čest u međuzviježđom mediju.
Jednostavne molekule poput ove slobodno se susreću s drugim molekulama i atomima i polako grade složenije tvari. Ponekad će molekule uništavati ultraljubičasto svjetlo iz udaljenih zvijezda, ali to svjetlo također može pretvoriti čestice u nešto drugačije verzije sebe nazvanih ioni, čime se polako proširuje raspon molekula koje mogu formirati.
**********
Da biste napravili molekulu s devet atoma, poput etanola, u ovim hladnim i osjetljivim uvjetima, možda će vam trebati izuzetno dugo vremena - svakako puno duže nego sedam dana koliko biste mogli fermentirati domaćim pivom na tavanu, a kamoli vrijeme potrebno za šetnju do Dućan s alkoholom.
No u tome su nam pomoći i druge jednostavne organske molekule, koje se počinju lijepiti i tvore zrno prašine, nešto poput čađe. Na površinama tih zrna kemijske reakcije odvijaju se mnogo brže jer se molekule drže u blizini.
Stoga hladna čađava područja, potencijalna zvjezdana mjesta rođenja budućnosti, potiču složene molekule da se pojave brže. Iz karakterističnih linija spektra različitih čestica u ovim regijama možemo reći da u njima ima vode, ugljičnog dioksida, metana i amonijaka - ali i dosta etanola.
Soba za više! (Afrički studio) Sad kad kažem puno, morate imati na umu prostranstva svemira. A mi još uvijek govorimo samo o otprilike jednom u svakih 10 m atoma i molekula. Pretpostavimo da biste mogli putovati kroz međuzvjezdani prostor držeći čašu s pintom i trljajući samo alkohol dok ste se kretali. Da biste sakupili dovoljno za litru piva, morali biste proputovati oko pola milijuna svjetlosnih godina - puno dalje od veličine našeg Mliječnog puta.
Ukratko, u svemiru se nalaze nevjerojatno velike količine alkohola. No, s obzirom na to da su raspoređeni na zaista ogromnim udaljenostima, tvrtke s pićima mogu se odmoriti. Sunce će biti hladan dan prije nego što smislimo kako sakupiti bilo što od toga, žao mi je što to moram reći.
Ovaj je članak prvotno objavljen u časopisu The Conversation.
Alexander MacKinnon, stariji predavač, astrofizika, Sveučilište u Glasgowu
