בירה קרה ביום חם או כוס וויסקי ליד אש פחם. כוס מרוויחה היטב יכולה לשחרר את חשיבתך עד שתרגיש שאתה מסוגל לחדור את תעלומות החיים, המוות, האהבה והזהות. ברגעים כאלה, האלכוהול והקוסמי יכולים להיראות זה בזה אינטימי.
תוכן קשור
- המדע שמאחורי היין הזול שלך
אז אולי אין להתפלא שהיקום מלא באלכוהול. בגז התופס את החלל בין הכוכבים, הדברים הקשים כמעט כולו. מה זה עושה שם? האם הגיע הזמן לשלוח כמה רקטות גדולות כדי להתחיל לאסוף אותן?
היסודות הכימיים סביבנו משקפים את ההיסטוריה של היקום והכוכבים שבתוכו. זמן קצר לאחר המפץ הגדול, נוצרו פרוטונים ברחבי היקום המתרחב והמתקרר. פרוטונים הם גרעינים של אטומי מימן ואבני בניין לגרעינים של כל שאר היסודות.
אלה מיוצרים בעיקר מאז המפץ הגדול דרך תגובות גרעיניות בתוך ליבות הכוכבים הצפופות. אלמנטים כבדים יותר כמו עופרת או זהב מיוצרים רק בכוכבים מסיביים נדירים או באירועים נפיצים להפליא.
מולקולת אתנול (Wikimedia Commons) קלים יותר כמו פחמן וחמצן מסונתזים במחזור החיים של כוכבים רבים מאוד - כולל השמש שלנו בסופו של דבר. כמו מימן, הם מהנפוצים ביקום. בחללים העצומים שבין הכוכבים, בדרך כלל 88% מהאטומים הם מימן, 10% הם הליום ו -2% הנותרים הם בעיקר פחמן וחמצן.
אלה חדשות נהדרות לחובבי האלכוהול. כל מולקולה של אתנול, האלכוהול שמעניק לנו הנאה כל כך, כוללת תשעה אטומים: שני פחמן, אחד חמצן ושש מימן. מכאן הסמל הכימי C₂H₆O. זה כאילו היקום הפך את עצמו למזקקה מונומנטלית בכוונה.
**********
הרווחים בין כוכבים מכונים המדיום הבין-כוכבי. ערפילית אוריון המפורסמת היא אולי הדוגמה הידועה ביותר. זהו האזור הקרוב ביותר להיווצרות הכוכבים לכדור הארץ ונראה לעין בלתי מזוינת - גם אם במרחק של יותר מ -1, 300 שנות אור משם.
אולם בעוד אנו נוטים להתמקד בחלקים הצבעוניים של הערפיליות כמו אוריון שבהם מופיעים כוכבים, זה לא המקום ממנו מגיע האלכוהול. כוכבים מתעוררים מייצרים קרינה אולטרה סגולה אינטנסיבית, ההורסת מולקולות סמוכות ומקשה על היווצרותם של חומרים חדשים.
ערפילית אוריון (Wikimedia Commons) במקום זאת עליך להסתכל על חלקי המדיום הבין-כוכבי הנראים לאסטרונומים כהים ומעוננים, ומוארים רק במעומעם על ידי כוכבים רחוקים. הגז בחללים אלה קר ביותר, מעט פחות מ- -260 ℃, או בערך 10 ℃ מעל האפס המוחלט. זה הופך אותו לאיטי מאוד.
זה גם מפוזר בצורה פנטסטית בצורה רחבה. בגובה הים על פני כדור הארץ, לפי החישובים שלי, יש בערך 3x10 25 מולקולות למטר מעוקב של אוויר - זה שלוש ואחריו 25 אפסים, מספר עצום אדיר. בגובה סילון הנוסעים, בערך 36, 000 רגל, צפיפות המולקולות היא כשליש מערך זה - נניח 1x10 25 . היינו נאבקים לנשום מחוץ למטוס, אבל זה עדיין די הרבה גז במונחים מוחלטים.
עכשיו השווה את זה לחלקים הכהים של המדיום הבין-כוכבי, שם בדרך כלל ישנם 100, 000, 000, 000 חלקיקים למטר מעוקב, או 1x10 11, ולעתים קרובות הרבה פחות מזה. לעתים רחוקות אטומים אלה מתקרבים מספיק כדי ליצור אינטראקציה. עם זאת, הם יכולים ליצור מולקולות המועדות פחות להתפוצץ על ידי התנגשויות במהירות גבוהה יותר מאשר כאשר אותו דבר קורה על פני כדור הארץ.
ההוכחה שם בחוץ. (Tragoolchitr Jittasaiyapan) אם אטום פחמן פוגש אטום של מימן, למשל, הם יכולים להיצמד זה לזה כמולקולה הנקראת מתילידין (סמל כימי CH). מתילידן מגיב מאוד ולכן נהרס במהירות על פני כדור הארץ, אך הוא נפוץ במדיום הבין-כוכבי.
מולקולות פשוטות כמו אלה חופשיות יותר להיתקל במולקולות ואטומים אחרים ולאט לאט לבנות חומרים מורכבים יותר. לפעמים מולקולות יושמדו על ידי אור אולטרה סגול מכוכבים רחוקים, אך אור זה יכול גם להפוך חלקיקים לגרסאות שונות במקצת של עצמם המכונים יונים, ובכך להרחיב אט אט את טווח המולקולות שיכולים להיווצר.
**********
להכנת מולקולה של תשע אטומים כמו אתנול בתנאים קרירים וענוגים אלה עשויה להימשך זמן רב במיוחד - בטח הרבה יותר זמן משבע הימים שאולי תסס את הבישול הביתה בעליית הגג, קל וחומר שהזמן שייקח כדי ללכת לכביש חנות משקאות.
אבל יש עזרה בהגעה ממולקולות אורגניות פשוטות אחרות, שמתחילות להיצמד זו לזו ליצירת גרגרי אבק, משהו כמו פיח. על משטחי הדגנים הללו, תגובות כימיות מתרחשות הרבה יותר מהר מכיוון שהמולקולות מוחזקות בסמיכות אליהם.
לכן, אזורים מפויחים קרירים, מקומות הלידה הפוטנציאליים לעתיד בעתיד, מעודדים מולקולות מורכבות להופיע מהר יותר. אנו יכולים לדעת מקווי הספקטרום הייחודיים של חלקיקים שונים באזורים אלה שיש מים, פחמן דו חמצני, מתאן ואמוניה - אך גם הרבה אתנול.
מקום לעוד! (סטודיו אפריקה) עכשיו כשאני אומר הרבה, עליכם לזכור את עצום היקום. ואנחנו עדיין מדברים רק על בערך אחד מכל 10 מטר אטומים ומולקולות. נניח שתוכל לנסוע בחלל הבין-כוכבי, להחזיק כוס ליטר ולגרוף רק אלכוהול תוך כדי תנועה. כדי לאסוף מספיק עבור חצי ליטר בירה תצטרך לנסוע כחצי מיליון שנות אור - הרבה יותר מגודל שביל החלב שלנו.
בקיצור, ישנן כמויות עצומות של אלכוהול בחלל החיצון. אך מכיוון שהוא מפוזר למרחקים עצומים באמת, חברות המשקאות יכולות לנוח בקלות. יהיה יום קר על השמש לפני שנגלה איך לאסוף את כל זה, אני מצטער לומר.
מאמר זה פורסם במקור ב- The Conversation.
אלכסנדר מקינון, מרצה בכיר, אסטרופיסיקה, אוניברסיטת גלזגו
