Fizikalni fenomen koji određuje čitav svemir

Većina studenata fizike jednom će u životu čuti govor da smo svi mi 'napravljeni od zvijezda'. Svi elementi koji postoje u prirodi nastali su u zvijezdama.

27.1.2013.
11:00
VOYO logo

Zvijezde sjaje snagom fuzije u svojim jezgrama. Gravitacija sabija vodik sve dok atomi vodika u središtu ne prevladaju sile koje razdvajaju protone. Fuzijom nastaje helij.

Ovaj proces se nastavlja sve dok zvijezda ne bude uglavnom sastavljena od atoma helija. Ako je zvijezda dovoljno masivna, oni će se onda ujediniti u veće elemente, sve dok zvijezda ne postane supernova i rasprši komade tih elemenata po svemiru. Svaki atom, osim vodika, napravljen je od tih zvijezda. Mi smo svi napravljeni od zvjezdane prašine.

Tekst se nastavlja ispod oglasa

Ovo je istinito, ali nije i potpuno. Dva atoma vodika, svaki s jednim protonom, čine helij koji ima dva protona. Kada se zvijezda razvije do drugog stupnja, dva atoma helija mogu se vezati u berilij, s četiri protona. Međutim, što je s litijem i ostalima u periodnom sustavu elemenata koji imaju neparan broj protona u jezgri?

Postoji mnogo vrsta elemenata unutar zvijezde u bilo kojem trenutku, a s kim će se koji vezati ovisi o brojnim faktorima – masi, temperaturi i sastavu zvijezde.

Tekst se nastavlja ispod oglasa

Ali fuzija o kojoj govorimo nije jedina odgovorna za svemir u kojem živimo. Znanstvenici vjeruju da se fuzijom ne bi mogli stvoriti elementi čija jezgra sadrži više od 56 protona, da ne govorimo o onima s neparnim brojem protona. Za to su potrebni i neki drugi procesi. Jedan od njih je hvatanje neutrona. Protoni nisu međusobno druželjubivi zbog istog naboja. Spajanje je moguće jedino kad su jako blizu jedni drugima. A da bi mogli doći tako blizu, potreba je velika vrućina unutar zvijezde. Neutron, međutim, nema naboj. On može lutati u jezgri punoj protona relativno lako. Ali neutron ne može promijeniti jedan element u drugi. Za to je potreban proton. Srećom, neutroni su nestabilni. Oni se spontano degradiraju u protone dok izbacuju elektrone.

Elektron izjuri iz jezgre i novonastali proton podigne atom za jedno mjesto u periodnom sustavu elemenata. Unutrašnjosti zvijezda imaju zapanjujuću količinu neutrona koji plivaju uokolo unutar njih. Ovo omogućava da se sa svakim protonom više gradi sustav elemenata, a što nam omogućava postojanje našeg fizičkog svemira.

I sad uzmimo za primjer zlato. Zlato je težak element s atomskim brojem 79. To nije lako dobiti fuzijom, kako zbog neparnog broja protona tako i zbog težine elementa. Ali nije da zvijezde samo guraju atome zajedno. U supernovi se atomi razbijaju. Naprimjer razbijaju jezgru željeza koja ima tendenciju da ima više neutrona nego protona. Ovi neutroni prolijeću kroz okolne elemente i na njima grade naslage neutrona. Kad se neki od ovih neutrona raspadnu u proton, tvore elemente kao što su zlato, olovo i uran. Ako imate bilo kakav zlatni nakit, barem jedan njegov dio nastao je hvatanjem neutrona tijekom supernove.

Tekst se nastavlja ispod oglasa
Tekst se nastavlja ispod oglasa
Tekst se nastavlja ispod oglasa
nedelja
Gledaj odmah bez reklama
VOYO logo