Z čoho sa skladá vesmír? - Dennis Wildfogel

Pozrite si celú lekciu: http://ed.ted.com/lessons/what-is-the-universe-made-of-dennis-wildfogel

Atómy vôkol nás existujú už miliardy rokov -- väčšina z nich sa zrodila v planúcich plynných hviezdnych jadrách. Dennis Wildfogel vám vyrozpráva fascinujúci príbeh o dlhej ceste, ktorú atómy prešli od čias veľkého tresku až do súčasnosti.

Výklad: Dennis Wildfogel, animácie: Pew36 Animation Studios.

Všetko okolo nás sa skladá

zo submikroskopických jednotiek,

molekúl.

Molekuly

zase z atómov.

Molekuly sa často rozpadajú

a vytvárajú nové molekuly.

Na druhej strane,

prakticky všetky atómy, s ktorými

sa v živote stretávame:

v pôde, po ktorej kráčame,

vo vzduchu, čo dýchame,
v jedle, čo jeme,

v živých organizmoch, vrátane nás samotných,

existujú už miliardy rokov

a vznikli na miestach veľmi odlišných od našej planéty.

Chcem vám porozprávať,
ako atómy vznikli.

Celý príbeh začal pred 14 miliardami rokov

takzvaným veľkým treskom.

Vznikol vesmír a nachádzali sa
v ňom len plyny.

Žiadne hviezdy ani planéty.

Plyn sa skladal len z atómov

najjednoduchších prvkov.

75 % tvoril vodík

a zvyšok takmer výlučne hélium.

Nejestvovali uhlík, kyslík, dusík,

železo, striebro ani zlato.

Na niektorých miestach bol plyn hustejší ako inde.

Vďaka gravitácii sa tam zhromažďovalo
ešte viac plynu

a tým rástla aj samotná
gravitácia.

Priťahovala potom viac plynu a tak ďalej.

Nakoniec vznikli veľké husté plynné gule.

Zmenšovali sa vplyvom vlastnej gravitácie

a následne sa zohrievali znútra.

Raz sa jadro takejto gule

zohrialo natoľko, že nastala jadrová syntéza.

Atómy vodíka sa zrazili
a ich spojením vzniklo hélium.

Uniklo pritom obrovské množstvo energie,

aby sa zmiernili účinky zmenšujúcej sa
gravitačnej sily.

Pri uvoľňovaní energie pôsobí sila smerom von,

až vyrovná pôsobenie gravitačnej sily,
čo ťahá plyn dovnútra,

a nastane rovnovážny stav.

Zrodí sa hviezda.

V jadre veľkých hviezd

nevzniká reakciami

len hélium,

ale aj uhlík, vodík, dusík

a ostatné prvky periodickej tabuľky až po železo.

Nakoniec však v jadre dôjde palivo

a nastane úplný kolaps.

Dôjde k neuveriteľne silnej explózii,

známej ako supernova.

Na vzniku prvkov v supernove

si treba všimnúť dve veci.

Po prvé, pri výbuchu sa uvoľní toľko energie,

že sa jadrová syntéza úplne zblázni

a začnú vznikať prvky ťažšie ako železo,

napríklad striebro, zlato či urán.

Po druhé, všetky prvky nahromadené

v jadre hviezdy,

napríklad uhlík, kyslík, dusík, železo

sú s tými, čo vznikli počas výbuchu supernovy

vymrštené do medzihviezdneho priestoru.

Tam sa miešajú s plynmi

a celý príbeh sa opakuje.

Mračná plynu už obsahujú aj iné prvky

okrem vodíka a hélia,

a sú tam oblasti
s väčšou hustotou.

Priťahujú teda viac hmoty.

Zase sa rodia nové hviezdy.

Slnko vzniklo podobne pred asi 5 miliardami rokov.

Plyn, z ktorého sa sformovalo,

obsahoval prvky z výbuchov supernov

od počiatku vesmíru.

Tak sa do Slnka dostali všetky prvky.

Stále obsahuje až 71 % vodíka

a väčšinu zvyšného objemu (27%) tvorí hélium.

Vedzte,

že kým prvé hviezdy boli

len z vodíka a hélia,

ostatné prvky periodickej tabuľky

tvoria až 2% objemu Slnka.

A čo Zem?

Vznik planét je sprievodným procesom
vzniku hviezd.

Formujú sa z toho istého mračna plynu.

Malé planéty ako naša nemajú dostatočnú gravitáciu,

aby zadržali veľa vodíka či hélia,

pretože sú príliš ľahké.

A tak, napriek tomu, že uhlík, dusík, či kyslík

tvorili len 2% mračna, z ktorého sa sformovala Zem,

ťažšie prvky tvoria podstatnú časť objemu našej planéty

a všetkého na nej.

Zamyslite sa:

s výnimkou vodíka a hélia,

zem, po ktorej kráčate,

vzduch, ktorý dýchate, vy sami,

proste všetko pozostáva z atómov,

čo vznikli vo vnútri hviezd.

Keď vedci v prvej polovici 20. storočia

prvý raz prišli k tomuto záveru,

známy astronón Harlow Shapley povedal:

"Sme bratmi skál a bratancami oblakov."