Külm õlu kuumal päeval või viski öösärk kivisöe kõrvale. Hästi teenitud klaas võib teie mõtlemist lõdvaks lasta, kuni tunnete end olevat võimeline läbistama elu, surma, armastuse ja identiteedi saladusi. Sellistel hetkedel võivad alkohol ja kosmikud tunduda tihedalt põimunud.
Seotud sisu
- Teadus teie odava veini taga
Ehk siis ei tohiks üllatusena tulla, et universum on alkoholiga uhutud. Gaasis, mis hõivab tähtede vahelise ruumi, on kõva kraam peaaegu kõik. Mida seal tehakse? Kas on aeg saata välja mõned suured raketid, et seda koguma hakata?
Meie ümber olevad keemilised elemendid kajastavad universumi ja selles asuvate tähtede ajalugu. Vahetult pärast Suurt Pauku moodustusid kogu laienevas jahtuvas universumis prootonid. Prootonid on vesinikuaatomite tuumad ja kõigi teiste elementide tuumade ehitusplokid.
Neid on enamasti toodetud alates Suurest Paugust läbi tuumareaktsioonide kuumade tähtede tihedas tuumas. Raskemad elemendid, näiteks plii või kuld, on valmistatud ainult haruldaste massiivsete tähtede või uskumatult plahvatusohtlike sündmuste korral.
Etanoolimolekul (Wikimedia Commons) Kergemaid, nagu süsinik ja hapnik, sünteesitakse väga paljude tavaliste tähtede elutsüklites - sealhulgas lõpuks ka meie enda päikeses. Nagu vesinik, on nad universumis kõige tavalisemad. Tähtede vahelistes suurtes ruumides on tavaliselt 88% aatomitest vesinik, 10% on heelium ja ülejäänud 2% on peamiselt süsinik ja hapnik.
Mis on suurepärane uudis märjukesehuvilistele. Iga etanooli molekul, alkohol, mis pakub meile nii palju naudingut, sisaldab üheksa aatomit: kaks süsinikku, üks hapnik ja kuus vesinikku. Siit tuleneb keemiline sümbol C₂H₆O. See on justkui universum muutis end sihipäraselt monumentaalseks piiritusetehaseks.
**********
Tähtede vahelisi ruume tuntakse tähtedevahelise keskmisena. Kuulus Orioni udukogu on võib-olla kõige tuntum näide. See on tähekeste moodustumise piirkond Maale kõige lähemal ja palja silmaga nähtav - ehkki ikkagi rohkem kui 1300 valgusaasta kaugusel.
Kuigi kipume keskenduma Orioni-suguste udukujuliste värvikaste osadele, kus tärkavad tähed, ei ole see koht, kust alkohol tuleb. Tekkivad tähed tekitavad intensiivset ultraviolettkiirgust, mis hävitab läheduses olevad molekulid ja raskendab uute ainete moodustumist.
Orioni udukogu (Wikimedia Commons) Selle asemel peate vaatama tähtedevahelise keskme neid osi, mis astronoomidele paistavad tumedate ja hägustena ning kaugete tähtede poolt ainult hämaralt valgustatud. Nendes ruumides on gaas väga külm, pisut alla -260 ℃ ehk umbes 10 ℃ üle absoluutse nulli. See muudab selle väga loiuks.
See on ka fantastiliselt laiali hajutatud. Maal merepinnal on minu arvutuste kohaselt umbes 3x10 25 molekuli kuupmeetri õhu kohta - see on kolm, millele järgneb 25 nulli, tohutult suur arv. Reisijate reaktiivlennukil, umbes 36 000 jalga, on molekulide tihedus umbes kolmandik sellest väärtusest - ütleme 1x10 25 . Me näeksime vaeva, et väljaspool lennukit hingata, kuid see on absoluutarvudes ikkagi üsna palju gaasi.
Võrrelge seda tähtedevahelise tähtede tumedate osadega, kus kuupmeetri kohta on tavaliselt 100 000 000 000 osakest ehk 1x10 11 ja sageli isegi vähem. Need aatomid satuvad suhtlemiseks harva piisavalt lähedale. Kuid kui nad seda teevad, võivad nad moodustada molekule, mis on väiksema tõenäosusega edasiste kiirete kokkupõrgete puhumiseks, kui siis, kui sama asi juhtub Maal.
Tõestus on seal. (Tragoolchitr Jittasaiyapan) Kui näiteks süsinikuaatom kohtub vesinikuaatomiga, võivad nad kleepuda kokku molekulina, mida nimetatakse metülidüleeniks (keemiline sümbol CH). Metüülidüleen on väga reageeriv ja hävib nii kiiresti Maal, kuid tähtedevahelises keskkonnas on see tavaline.
Sellistel lihtsatel molekulidel on vabamalt kokku puutuda teiste molekulide ja aatomitega ning aeglaselt moodustada keerukamaid aineid. Mõnikord hävitab molekule kaugetest tähtedest pärit ultraviolettvalgus, kuid see valgus võib muuta osakesed ka pisut teistsugusteks versioonideks, mida nimetatakse ioonideks, laiendades sellega aeglaselt moodustuvate molekulide vahemikku.
**********
Üheksa aatomiga molekuli, näiteks etanooli valmistamine nendes jahedates ja keerulistes tingimustes võib siiski võtta äärmiselt kaua aega - kindlasti palju kauem kui seitse päeva, mille jooksul saate käärida kodus pruulima, rääkimata ajast, mis kulub jalgsi likööriladu.
Kuid abi on ka teistest lihtsatest orgaanilistest molekulidest, mis hakkavad omavahel kokku kleepuma, moodustades tolmu, mille moodustab tahma. Nende terade pindadel toimuvad keemilised reaktsioonid palju kiiremini, kuna molekulid hoitakse nende läheduses.
Seetõttu innustavad keerulised molekulid kiiremini ilmuma jahedad tahmapiirkonnad, mis on tulevikus võimalikud tähelised sünnikohad. Nendest piirkondadest pärit osakeste eristatavate spektrijoonte põhjal võime öelda, et seal on vesi, süsinikdioksiid, metaan ja ammoniaak, aga ka palju etanooli.
Tuba rohkem! (Aafrika stuudio) Nüüd, kui ma ütlen palju, peate arvestama universumi avarusega. Ja me räägime endiselt ainult umbes iga 10m aatomist ja molekulist. Oletame, et võiksite reisida tähtedevahelisest ruumist pinti klaasi hoides ja kühveldades liikudes ainult alkoholi. Piisava koguse õlle kogumiseks peaksite sõitma umbes pool miljonit valgusaastat - palju kaugemale kui meie Linnutee.
Lühidalt, kosmoses on mõistusttekitavalt tohutul hulgal alkoholi. Kuid kuna see on hajutatud tõeliselt tohututele vahemaadele, saavad joogifirmad puhata. Päikese käes on külm päev, enne kui mõtleme välja, kuidas seda koguda, mul on kahju öelda.
See artikkel avaldati algselt lehel The Conversation.
Alexander MacKinnon, Glasgow ülikooli astrofüüsika vanemlektor
