O bere rece într-o zi caldă sau o noapte de whisky lângă un foc de cărbune. Un pahar bine câștigat îți poate dezlega gândirea până când te vei simți capabil să străpunzi misterele vieții, morții, iubirii și identității. În momente ca acestea, alcoolul și cosmicul pot părea intim legate.
Continut Asemanator
- Știința din spatele vinului tău ieftin
Așadar, poate că nu ar trebui să surprindă faptul că universul este plin de alcool. În gazul care ocupă spațiul dintre stele, lucrurile grele sunt aproape atotcuprinzătoare. Ce face acolo? Este timpul să trimiteți niște rachete mari pentru a începe să o colecționați?
Elementele chimice din jurul nostru reflectă istoria universului și a stelelor din el. La scurt timp după Big Bang, protonii s-au format în întregul univers de răcire în expansiune. Protonii sunt nucleele atomilor de hidrogen și blocurile de construcție pentru nucleele tuturor celorlalte elemente.
Acestea au fost fabricate de cele mai multe ori de la Big Bang prin reacții nucleare în miezurile dense și calde ale stelelor. Elemente mai grele, cum ar fi plumbul sau aurul, sunt fabricate doar în stele masive rare sau în evenimente incredibil de explozive.
Molecula de etanol (Wikimedia Commons) Cele mai ușoare, precum carbonul și oxigenul sunt sintetizate în ciclurile de viață ale foarte multor stele obișnuite - inclusiv în propriul nostru soare în cele din urmă. Ca și hidrogenul, acestea sunt printre cele mai comune în univers. În spațiile vaste dintre stele, de obicei 88% dintre atomi sunt hidrogen, 10% sunt heliu, iar restul de 2% sunt în principal carbon și oxigen.
Ceea ce este o veste excelentă pentru pasionații de băutură. Fiecare moleculă de etanol, alcoolul care ne oferă atât de multă plăcere, include nouă atomi: doi carbon, un oxigen și șase hidrogen. De aici simbolul chimic C₂H₆O. Este ca și cum universul s-ar transforma într-o distilare monumentală intenționat.
**********
Spațiile dintre stele sunt cunoscute sub numele de mediu interstelar. Celebra Nebuloasă Orion este poate cel mai cunoscut exemplu. Este cea mai apropiată regiune de formare a stelelor de Pământ și vizibilă cu ochiul liber - deși se află la mai mult de 1.300 de ani lumină.
Cu toate acestea, în timp ce tindem să ne concentrăm pe părțile colorate ale nebuloaselor, cum ar fi Orion, unde apar stele, nu de aici provine alcoolul. Stelele emergente produc radiații ultraviolete intense, care distrug moleculele din apropiere și îngreunează formarea de noi substanțe.
Nebula Orion (Wikimedia Commons) În schimb, trebuie să privești părțile din mijlocul interstelar care apar astronomilor ca fiind întunecate și tulbure, și doar slab luminate de stele îndepărtate. Gazul din aceste spații este extrem de rece, puțin sub -260 ℃ sau aproximativ 10 ℃ peste zero absolut. Acest lucru îl face foarte lent.
Este, de asemenea, fantastic dispersat pe scară largă. La nivelul mării pe Pământ, după calculele mele există aproximativ 3x10 25 molecule pe metru cub de aer - adică trei urmate de 25 de zerouri, un număr enorm de mare. La altitudinea jetului de pasageri, aproximativ 36.000ft, densitatea moleculelor este de aproximativ o treime din această valoare - să zicem 1x10 25 . Ne-am strădui să respirăm în afara aeronavei, dar aceasta este încă destul de multă cantitate de gaz în termeni absoluti.
Acum comparați acest lucru cu părțile întunecate ale mediului interstelar, unde există în mod obișnuit 100.000.000.000 de particule pe metru cub, sau 1x10 11 și adesea mult mai puțin decât chiar atât. Acești atomi ajung foarte rar să interacționeze. Cu toate acestea, atunci când se descurcă, ele pot forma molecule mai puțin predispuse la a fi distruse de alte coliziuni de mare viteză decât atunci când același lucru se întâmplă pe Pământ.
Dovada este acolo. (Tragoolchitr Jittasaiyapan) Dacă un atom de carbon întâlnește un atom de hidrogen, de exemplu, ei se pot lipi ca o moleculă numită metilidină (simbol chimic CH). Metilidina este foarte reactivă și este distrusă rapid pe Pământ, dar este comună în mediul interstelar.
Moleculele simple ca acestea sunt mai libere să întâlnească alte molecule și atomi și formează încet substanțe mai complexe. Uneori, moleculele vor fi distruse de lumina ultravioleta de la stele îndepărtate, dar această lumină poate transforma și particulele în versiuni ușor diferite ale lor înșiși numite ioni, extinzând lent gama de molecule care se pot forma.
**********
Pentru a face o moleculă de nouă atomi, cum ar fi etanolul, în aceste condiții reci și tenue, ar putea dura încă foarte mult timp - cu siguranță mult mai mult decât cele șapte zile în care puteți fermenta casa de bere în mansardă, să nu mai vorbim de timpul necesar pentru a merge până la magazin de băuturi alcoolice.
Dar există ajutor la îndemână din partea altor molecule organice simple, care încep să se lipească pentru a forma boabe de praf, ceva precum funinginea. Pe suprafețele acestor boabe, reacțiile chimice au loc mult mai rapid, deoarece moleculele se țin în apropiere de ele.
Prin urmare, este vorba de regiuni moale de moarte, potențialele locuri de naștere stelare ale viitorului, care încurajează moleculele complexe să apară mai rapid. Putem spune din liniile spectrului distinctiv ale diferitelor particule din aceste regiuni că există apă, dioxid de carbon, metan și amoniac - dar și mult etanol.
Cameră pentru mai mult! (Studio Studio) Acum, când spun multe, trebuie să țineți cont de vastitatea universului. Și încă vorbim despre aproximativ unul din 10 m de atomi și molecule. Să presupunem că puteți călători prin spațiul interstelar, ținând un pahar, colectând doar alcool în timp ce vă mutați. Pentru a colecta suficient pentru o halbă de bere, ar trebui să călătorești aproximativ o jumătate de milion de ani-lumină - mult mai departe decât dimensiunea Căii noastre Lactee.
Pe scurt, în spațiul exterior există cantități vaste de alcool. Dar, întrucât este dispersat pe distanțe cu adevărat enorme, companiile de băuturi se pot odihni ușor. Va fi o zi rece pe soare înainte să ne dăm seama cum să colectăm orice, îmi pare rău să spun.
Acest articol a fost publicat inițial pe The Conversation.
Alexander MacKinnon, lector principal, Astrofizică, Universitatea din Glasgow
