Studené pivo v horkém dni nebo whisky whisky vedle uhelného ohně. Dobře vydělané sklo může uvolnit vaše myšlení, dokud se necítíte schopni proniknout tajemstvím života, smrti, lásky a identity. Ve chvílích, jako jsou tyto, se zdá, že alkohol a vesmír jsou důvěrně propletené.
Související obsah
- Věda za vaším levným vínem
Možná by tedy nemělo být překvapením, že vesmír je plný alkoholu. V plynu, který zabírá prostor mezi hvězdami, jsou tvrdé věci téměř všudypřítomné. Co to tam dělá? Je čas vyslat nějaké velké rakety, aby je začaly sbírat?
Chemické prvky kolem nás odrážejí historii vesmíru a hvězdy v něm. Krátce po Velkém třesku se v celém rozšiřujícím se chladném vesmíru formovaly protony. Protony jsou jádra atomů vodíku a stavební bloky pro jádra všech ostatních prvků.
Většinou se vyráběly od Velkého třesku jadernými reakcemi v horkých hustých jádrech hvězd. Těžší prvky, jako je olovo nebo zlato, se vyrábějí pouze ve vzácných hmotných hvězdách nebo neuvěřitelně výbušných událostech.
Molekula etanolu (Wikimedia Commons) Lehčí, jako je uhlík a kyslík, jsou syntetizovány v životních cyklech mnoha obyčejných hvězd - včetně našeho vlastního slunce. Jako vodík patří mezi nejčastější ve vesmíru. V obrovských prostorech mezi hvězdami je obvykle 88% atomů vodíku, 10% helium a zbývající 2% jsou hlavně uhlík a kyslík.
Což je skvělá zpráva pro nadšence chlastu. Každá molekula ethanolu, alkoholu, který nám dává tolik potěšení, obsahuje devět atomů: dva atomy uhlíku, jeden kyslík a šest vodíku. Proto chemický symbol C₂H₆O. Je to, jako by se vesmír úmyslně proměnil v monumentální lihovar.
**********
Mezery mezi hvězdami jsou známé jako mezihvězdné médium. Slavná mlhovina Orion je možná nejznámějším příkladem. Je to nejbližší oblast formace hvězd na Zemi a je viditelná pouhým okem - i když stále více než 1300 světelných let.
Přestože máme tendenci soustředit se na barevné části mlhovin, jako je Orion, kde se objevují hvězdy, to není místo, odkud pochází alkohol. Vystupující hvězdy produkují intenzivní ultrafialové záření, které ničí okolní molekuly a ztěžuje vytváření nových látek.
Mlhovina Orion (Wikimedia Commons) Místo toho se musíte podívat na části mezihvězdného média, které se objevují astronomům jako tmavé a oblačno a jen slabě osvětlené vzdálenými hvězdami. Plyn v těchto prostorech je extrémně chladný, o něco méně než -260 ℃, nebo asi 10 ℃ nad absolutní nulou. Díky tomu je velmi pomalý.
Je také fantasticky široce rozptýlený. Na hladině moře na Zemi jsou podle mých výpočtů zhruba 3 x 10 25 molekul na metr krychlový metr - to jsou tři následované 25 nuly, což je nesmírně obrovské množství. V nadmořské výšce cestujících, asi 36 000 stop, je hustota molekul přibližně třetina této hodnoty - řekněme 1x10 25 . Snažili bychom se dýchat mimo letadlo, ale stále je to docela dost plynu v absolutních číslech.
Nyní to porovnejte s tmavými částmi mezihvězdného média, kde je obvykle 100 000 000 000 částic na metr krychlový, nebo 1 x 10 11, a často mnohem méně než to dokonce. Tyto atomy se zřídkakdy dostanou dostatečně blízko k vzájemnému působení. Přesto, když to udělají, mohou tvořit molekuly méně náchylné k tomu, aby byly roztrhány dalšími vysokorychlostními srážkami, než když se to samé stane na Zemi.
Důkaz je tam venku. (Tragoolchitr Jittasaiyapan) Pokud se například atom uhlíku setkává s atomem vodíku, mohou se slepit jako molekula zvaná methylidyne (chemický symbol CH). Methylidyne je vysoce reaktivní, a proto je rychle zničen na Zemi, ale v mezihvězdném médiu je běžný.
Jednoduché molekuly, jako jsou tyto, se mohou volně setkat s jinými molekulami a atomy a pomalu vytvářet složitější látky. Někdy molekuly budou zničeny ultrafialovým světlem ze vzdálených hvězd, ale toto světlo může také změnit částice na mírně odlišné verze sebe nazývané ionty, čímž se pomalu rozšiřuje rozsah molekul, které se mohou tvořit.
**********
Vytvoření molekuly s devíti atomy, jako je ethanol, v těchto chladných a nepříznivých podmínkách může ještě trvat velmi dlouhou dobu - určitě mnohem déle než sedm dní, kdy byste mohli fermentovat domácí vařit v podkroví, natož čas, který je potřeba na procházku k prodejna alkoholu.
Existuje však pomoc od jiných jednoduchých organických molekul, které se začnou slepovat a vytvářet zrnka prachu, něco jako saze. Na povrchu těchto zrn se chemické reakce odehrávají mnohem rychleji, protože molekuly jsou drženy v jejich blízkosti.
Jsou to tedy chladné oblasti sazí, potenciální hvězdná rodiště budoucnosti, která podněcují, aby se složité molekuly objevovaly rychleji. Z odlišných spektrálních čar různých částic v těchto regionech můžeme konstatovat, že existuje voda, oxid uhličitý, metan a amoniak - ale také spousta ethanolu.
Prostor pro více! (Africa Studio) Nyní, když říkám spousta, musíte mít na paměti rozlehlost vesmíru. A stále mluvíme jen o zhruba jednomu z každých 10 metrů atomů a molekul. Předpokládejme, že byste mohli cestovat mezihvězdným prostorem, který držel sklenici na půllitr, a když jste se pohybovali, nabírali jste pouze alkohol. Chcete-li sbírat dost na půllitr piva, museli byste cestovat asi půl milionu světelných let - mnohem dále, než je velikost naší Mléčné dráhy.
Stručně řečeno, ve vesmíru jsou neuvěřitelně obrovské množství alkoholu. Ale protože je rozptýleno na skutečně obrovské vzdálenosti, mohou si nápojové společnosti odpočinout. Bude to chladný den na slunci, než přijdeme na to, jak sbírat cokoli, omlouvám se.
Tento článek byl původně publikován v The Conversation.
Alexander MacKinnon, docent, astrofyzika, University of Glasgow
