Kylmä olut kuumana päivänä tai viski-yökahvi kivihiilen vieressä. Hyvin ansaittu lasi voi löysätä ajattelusi, kunnes tunnet kyvyn puhkaista elämän, kuoleman, rakkauden ja identiteetin salaisuudet. Tällaisina hetkinä alkoholi ja kosminen voivat tuntua läheisesti kietoutuvan toisiinsa.
Asiaan liittyvä sisältö
- Tiede halvan viinin takana
Joten ehkä ei pitäisi olla yllättävää, että maailmankaikkeus on uppoutunut alkoholilla. Tähtien välistä tilaa vievässä kaasussa kovat asiat ovat melkein kaiken kaikkialla. Mitä se siellä tekee? Onko aika lähettää isoja raketteja keräämään niitä?
Ympärillämme olevat kemialliset elementit heijastavat maailmankaikkeuden historiaa ja siinä olevia tähtiä. Pian iso räjähdyksen jälkeen protoneja muodostui koko laajenevaan, jäähtyvään maailmankaikkeuteen. Protonit ovat vetyatomien ytimiä ja rakennuspalikoita kaikkien muiden alkuaineiden ytimille.
Niitä on valmistettu pääosin Ison räjähdyksen jälkeen ydinreaktioiden kautta kuumassa tiheässä tähtiässä. Raskaammat elementit, kuten lyijy tai kulta, valmistetaan vain harvinaisissa massiivisissa tähdissä tai uskomattoman räjähtävissä tapahtumissa.
Etanolimolekyyli (Wikimedia Commons) Kevyempiä, kuten hiili ja happi, syntetisoidaan hyvin monien tavallisten tähtien elinkaareissa - mukaan lukien lopulta oma aurinko. Kuten vety, ne ovat yleisimpiä maailmankaikkeudessa. Tähteiden välisissä laajoissa tiloissa tyypillisesti 88% atomeista on vetyä, 10% on heliumia ja loput 2% ovat pääasiassa hiiltä ja happea.
Mikä on hieno uutinen viinaharrastajille. Jokainen etanolimolekyyli, alkoholi, joka antaa meille niin paljon nautintoa, sisältää yhdeksän atomia: kaksi hiiltä, yksi happi ja kuusi vetyä. Tästä syystä kemiallinen symboli C₂H₆O. Aivan kuin maailmankaikkeus muuttuisi tarkoituksella monumentaaliseksi tislaamoon.
**********
Tähtien välisiä välilyöntejä kutsutaan tähtienväliseksi väliaineeksi. Kuuluisa Orionin sumu on ehkä tunnetuin esimerkki. Se on lähimpänä tähtiä muodostuva alue maapallolle ja näkyvä paljaalla silmällä - vaikkakin edelleen yli 1300 valovuoden päässä.
Vaikka keskitymmekin Orionin kaltaisten sumujen värikkäisiin osiin, joissa tähtiä syntyy, alkoholi ei ole täältä lähtöisin. Nousevat tähdet tuottavat voimakasta ultraviolettisäteilyä, joka tuhoaa lähellä olevat molekyylit ja vaikeuttaa uusien aineiden muodostumista.
Orionin köysi (Wikimedia Commons) Sen sijaan sinun on katsottava tähtienvälisen väliaineen osia, jotka tähtitieteilijöille näyttävät tummina ja pilvisinä, ja vain kaukana olevien tähdet valaisevat hämärästi. Näissä tiloissa kaasu on erittäin kylmää, hieman alle -260 ℃ tai noin 10 ℃ absoluuttisen nollan yläpuolella. Tämä tekee siitä erittäin hitaan.
Se on myös fantastisen laajalle levinnyt. Maapallon merenpinnan tasolla laskelmieni mukaan on noin 3x10 25 molekyyliä kuutiometriä ilmaa kohti - se on kolme, jota seuraa 25 nolla, erittäin suuri määrä. Matkustajasuihkun korkeudessa, noin 36 000 jalkaa, molekyylien tiheys on noin kolmannes tästä arvosta - sanoen 1x10 25 . Haluaisimme hengittää ilma-aluksen ulkopuolella, mutta se on silti melko paljon kaasua absoluuttisesti ilmaistuna.
Vertaa tätä nyt tähtienvälisen väliaineen tummiin osiin, joissa on tyypillisesti 100 000 000 000 hiukkasta kuutiometriä kohti, tai 1x10 11, ja usein paljon vähemmän kuin edes. Nämä atomit tulevat harvoin niin lähelle vuorovaikutusta. Silti ne tekevät, mutta ne voivat muodostaa molekyylejä, jotka ovat alttiimpia räjähtämään muilla nopeilla törmäyksillä kuin silloin, kun sama asia tapahtuu maan päällä.
Todiste on siellä. (Tragoolchitr Jittasaiyapan) Jos esimerkiksi hiiliatomi kohtaa vetyatomin, ne voivat tarttua yhteen molekyylinä, jota kutsutaan metyylidyneksi (kemiallinen merkki CH). Metyylidyne on erittäin reaktiivinen ja tuhoutuu siten nopeasti maan päällä, mutta se on yleinen tähtienvälisessä väliaineessa.
Tällaiset yksinkertaiset molekyylit voivat vapaammin kohdata muita molekyylejä ja atomeja ja rakentaa hitaasti monimutkaisempia aineita. Joskus molekyylejä tuhoaa kaukaisten tähtien ultraviolettivalo, mutta tämä valo voi myös muuttaa hiukkasia itsestään hiukan erilaisiksi versioiksi, joita kutsutaan ioniksi, laajentaen siten hitaasti muodostuvien molekyylien valikoimaa.
**********
Yhdeksän atomin molekyylin, kuten etanolin, valmistaminen näissä viileissä ja vaikeissa olosuhteissa saattaa silti viedä erittäin kauan - varmasti paljon kauemmin kuin seitsemän päivää, jotka saattavat käydä kotoa ullakolla, puhumattakaan ajasta, joka kuluu kävelylle viinakauppa.
Mutta on apua muista yksinkertaisista orgaanisista molekyyleistä, jotka alkavat tarttua yhteen muodostaen pölyjyviä, jotain nokea. Näiden jyvien pinnoilla kemialliset reaktiot tapahtuvat paljon nopeammin, koska molekyylit pysyvät lähellä niitä.
Siksi viileät noen alueet, mahdolliset tulevaisuuden tähtien syntymäpaikat, rohkaisevat monimutkaisten molekyylien ilmestymistä nopeammin. Näiden alueiden eri hiukkasten selkeistä spektrijohdoista voidaan kertoa, että siellä on vettä, hiilidioksidia, metaania ja ammoniakkia - mutta myös runsaasti etanolia.
Tilaa enemmän! (Afrikka-studio) Nyt kun sanon paljon, sinun on pidettävä mielessä maailmankaikkeuden laajuus. Ja puhumme edelleen vain noin yhdestä jokaisesta 10 miljoonasta atomista ja molekyylistä. Oletetaan, että voisit matkustaa tähtienvälisen tilan läpi pitämällä pintinlasia ja skootessasi vain alkoholia liikkuessasi. Jotta kerätä tarpeeksi pint olutta, sinun on kuljettava noin puoli miljoonaa valovuotta - paljon kauempana kuin Linnunrata.
Lyhyesti sanottuna, avaruudessa on mielestä hämmästyttävän suuria määriä alkoholia. Mutta koska se on levinnyt todella valtaville etäisyyksille, juomayhtiöt voivat levätä helposti. On auringon kylmä päivä, ennen kuin selvitämme, kuinka niistä kerätä, olen pahoillani, että voin sanoa.
Tämä artikkeli on alun perin julkaistu keskustelussa.
Alexander MacKinnon, vanhempi luennoitsija, astrofysiikka, Glasgow'n yliopisto
