Chapter 7: The Cosmos on the Table

“Chỉ có ba trong số các nguyên tố tồn tại tự nhiên được tạo ra trong Big Bang. Phần còn lại được rèn trong những trái tim nhiệt độ cao và tàn dư bùng nổ của những ngôi sao đang hấp hối.” - Neil deGrasse Tyson

VŨ TRỤ TRÊN BÀN

Trong lớp hóa học ở trường trung học cơ sở, Tyson đã hỏi giáo viên của mình rằng các nguyên tố trong Bảng Tuần hoàn đến từ đâu. Câu trả lời: từ vỏ Trái Đất. Đúng - nhưng không đủ. Câu trả lời phải mang tính thiên văn.

Chỉ có ba trong số chín mươi bốn nguyên tố tồn tại tự nhiên được tạo ra trong Big Bang - hydro, heli và lithi. Phần còn lại được rèn trong những trái tim nhiệt độ cao của những ngôi sao khối lượng lớn, và được giải phóng khi chúng nổ tung.

Hành trình của từng nguyên tố

Hydro - nguyên tố nhẹ nhất và đơn giản nhất, chiếm hơn chín mươi phần trăm tổng số nguyên tử trong vũ trụ. Với một proton trong hạt nhân, được tạo ra hoàn toàn trong Big Bang. Hydro trong lõi của Sao Mộc chịu áp suất lớn đến mức nó hoạt động giống như một kim loại dẫn điện hơn là một chất khí.

Heli - được khám phá trên Mặt Trời ba mươi năm trước khi được tìm thấy trên Trái Đất. Chính là lý do tên nguyên tố bắt nguồn từ Helios, vị thần mặt trời Hy Lạp.

Carbon - có thể được tìm thấy trong nhiều loại phân tử hơn tổng số tất cả các loại phân tử khác cộng lại. Với sự dồi dào của carbon trong vũ trụ, không có nguyên tố nào tốt hơn để làm nền tảng cho hóa học và sự đa dạng của sự sống.

Sắt - theo nhiều thước đo, được xếp hạng là nguyên tố quan trọng nhất trong vũ trụ. Các ngôi sao khối lượng lớn sản xuất các nguyên tố trong lõi của chúng, theo trình tự từ heli đến carbon, oxy, nitơ, cho đến tận sắt trong Bảng Tuần hoàn.

Sắt có tổng năng lượng thấp nhất trên mỗi hạt hạt nhân so với bất kỳ nguyên tố nào. Điều này có nghĩa: nếu bạn phân tách nguyên tử sắt, chúng hấp thụ năng lượng. Nếu bạn kết hợp nguyên tử sắt, chúng cũng hấp thụ năng lượng. Tuy nhiên, các ngôi sao đang trong quá trình tạo ra năng lượng. Khi các ngôi sao khối lượng lớn tích lũy sắt trong lõi của chúng, chúng đang tiến gần đến cái chết.

Không có nguồn năng lượng dồi dào, ngôi sao sụp đổ dưới trọng lượng của chính nó và ngay lập tức bật ngược lại trong một vụ nổ siêu tân tinh kỳ vĩ, tỏa sáng hơn một tỷ mặt trời trong hơn một tuần - gieo rắc những bộ lòng giàu hóa chất của chúng khắp thiên hà.

Những nguyên tố này sẽ vô dụng một cách đáng kinh ngạc nếu chúng ở lại nơi chúng được hình thành. Nhưng những ngôi sao khối lượng lớn nổ tung một cách may mắn, gieo rắc những bộ lòng giàu hóa chất của chúng khắp thiên hà. Đám mây khí mà từ đó Mặt Trời hình thành chứa một nguồn cung cấp các nguyên tố nặng đủ để kết tụ và sinh ra một danh mục phức tạp các vật thể quay quanh - bao gồm cả hành tinh chứa đựng chúng ta.

Chúng ta không chỉ sống trong vũ trụ. Chúng ta được làm từ nó.