tajemnice kosmosu



co było pierwsze?



Bywa, że czasem ktoś spyta: co było pierwsze jajko, czy kura?
My dziś możemy się pochwalić, że wiemy - pierwszy był atom! A tak konkretniej, to atom wodoru. Dziś już wiadomo, że wszystkie stworzenia, wszystko co nas otacza, ba - nawet my sami jesteśmy zbudowani z pierwiastków, które powstały w kosmosie. A początkiem był... Big Ben.
W ciągu pierwszych trzech minut istnienia naszego Wszechświata powstały pierwsze trzy pierwiastki: wodór (jako pierwszy), hel i lit. Właśnie w tej kolejności.
To była prosta sprawa : jeden dodatni proton + jeden ujemny elektron + siła przyciągania elektrostatycznego i już. W pierwszych sekundach po Wybuchu ciśnienie i gęstość materii była tak wielka, że nietrudno było o spotkanie jądra wodoru i elektronu, poparte siłami jądrowymi - tak powstała ciężka odmiana wodoru - deuter. Gdy do tego towarzystwa dołączył kolejny neutron, powstała najcięższa odmiana wodoru - tryt.
Jednak zgodnie z powiedzeniem, że co zadużo, to niezdrowo - tryt jest niestabilny, jądro rozpada się, jeden z neutronów zamienia się w proton, szybko uciekający elektron i jeszcze szybsze neutrino. To, co pozostało (dwa protony i neutron), stanowiło jądro nowego pierwiastka - helu. Bywa, że swobodne neutrony (poza jądrem atomowym) szybko rozpadają się na protony, elektrony i neutrina, tworząc bazę dla nowych atomów. W ciągu kilku pierwszych minut życia Wszechświata temperatura i gęstość materii były jeszcze na tyle wielkie, że zderzenia rozpędzonych cząstek pozwoliły na powstanie litu. Kilka minut później, dzięki ogromnemu tempu rozszerzania się kosmosu zarówno gęstość materii, jak i temperatura mocno zmalały. Zmieniły się zatem warunki sprzyjające powstaniu nowych pierwiastków.
Materia Wszechświata w tym momencie składała się w 3/4 z protonów, czyli jąder wodoru, w niemal 1/4 helu i symbolicznych ilościach litu. Dopiero po ok. 100 mln. lat skład materii zaczął się zmieniać, dzięki procesom zachodzącym w gwiazdach, które w początkowej fazie były jedynie obłokami wodoru i helu. Gdy temperatura wewnątrz zapadającego się obłoku sięgała kilkunastu milionów stopni, rozpoczynała się reakcja palenia wodoru. Owe giganty (nawet 100 razy cięższe od Słońca) stwarzały idealne warunki do tworzenia się nowych pierwiastków. Zapasy wodoru nie były niewyczerpalne, "produkcja" trwała aż do ich wyczerpania. Pozbawiona źródła energii gwiazda kurczyła się, a temperatura w jej wnętrzu rosła. Gdy sięgała 100 milionów stopni zapalał się hel. W reakcjach oddziaływań trzech jąder helu powstał tlen, neon i magnez. Temperatura ciągle rosła, aż do kilku miliardów, gdy zapalał się węgiel i cięższe pierwiastki, a w środku gwiazdy pojawiło się żelazo.
Powstawanie następnych ciężkich pierwiastków zamiast wyzwalać, pochłania ogromne ilości energii. Gwiazda z żelaznym jądrem kiepsko kończy - na tym etapie traci równowagę i wybucha, rozsiewając w przestrzeni kosmicznej większość swej materii. Wybuchowi temu towarzyszy silny strumień neutronów i neutrin - superlekkich i bardzo przenikliwych, obojętnych elektrycznie cząstek. To moment, gdy do jednego jądra pierwiastka z grupy żelaza może się dołączyć nawet kilkadziesiąt neutronów. Późniejsze przekształcenia prowadzą do powstania większości z cięższych od żelaza pierwiastków, łącznie z superciężkimi, szybko rozpadającymi się.
Nowopowstałe pierwiastki niesione siłą wybuchu trafiają w przestrzeń kosmiczną, dołanczając do innych gazowych obłoków.
Niektóre jądra pochłaniając neutrony, po pewnym czasie zamieniają je w protony, wyrzucając z siebie neutrina i elektrony. W ten sposób powstał np. cyrkon i bar. Gdy gwiazda wypali już dostępny hel, odrzuca zewnętrzne warstwy, a wraz z nimi część ciężkich pierwiastków. Pozostaje stygnące jądro - gorący i gęsty biały karzeł.
Czasami ratunkiem jest bliskie sąsiedztwo - biały karzeł ściąga wówczas materię sąsiadki na swoją powierzchnię. Gdy zgromadzi jej wystarczającą ilość, wybucha jako wyjątkowo jasna supernowa, rozsiewając w kosmos całą materię, z której wśród innych już chmur rodzi się następna gwiazda, czasem z własnym układem planet.
Jedną z takich planet jest Ziemia i wszystko, co na niej istnieje. Jesteśmy więc, można rzec, dziećmi kosmosu. Teraz już wiesz, co odpowiedzieć na pytanie: co było pierwsze - jakjo, czy kura?















góra  strony...





Dorota Kuryło