عناصر سازنده حیات

جهانی که در آن زندگی می کنیم از عناصر مختلفی تشکیل شده و این تنوع پدیده ای نیست که در ابتدای عالم نیز وجود داشته باشد.

بسیاری از عناصری که هم اکنون در ساختار بدن من و شما وجود دارد به تدریج، و پس از گذشته میلیارد ها سال در قبرستان ستارگان مرده تجمع یافته  و سپس بار دیگر در ساختار ستارگان جوان مورد استفاده قرار می گیرد. این فرایند باشکوه نقش اساسی در ایجاد سیارات خاکی، هسته‌های چگال  سیارات گازی، اقمار و به طور کل هر جرم غیر ستاره ای دیگر دارد. اما ارزشمند ترین هدیه ای که این ستارگان در اختیار ما قرار داده‌اند عناصری سبک و نیمه سبکی همچون آهن ، کربن و اکسیژن است که توانایی ساخت ملکول های حیاتمند را دارند.

به نظر می رسد حدود سیزده میلیارد و هشت‌ صد میلیون سال قبل، تنها ساعاتی پس از انفجار مهبانگ، در همان حال که جهان رو به سرد شدن می گرایید، پروتون ها و الکترون ها به عنوان اجزاء تشکیل دهنده‌ی اتم هیدروژن ایجاد شدند اما به دلیل دمای بسیار زیاد با یکدیگر ترکیب نمی شدند. این سرگردانی  پس از سیصد هفتاد و نه هزار سال، با سرد شدن تدریجی کیهان پایان یافت و اولین الکترون ها پیرامون پروتون‌ها و دوتریوم ها ( هسته‌ی تک پروتونی به همراه یک نوترون که از لحاظ خواص شیمیایی مشابه با هیدروژن است) شروع به گردش نمودند. و بدین ترتیب تابش زمینه عالم در کیهان منتشر شد.

از آنجایی که توزیع ماده در کیهان به صورت یکنواخت نبود، در مناطقی از کیهان گرانش پدیدار شد و سرانجام کمتر از چند میلیون سال، ستارگان بسیار بزرگ با جرمی 100 تا 300 برابر خورشید، تماما از هیدروژن به وجود آمدند که به دور آنها هیچ سیاره‌ای گردش نمی‌نمود. در دل این ستارگان  دما به صدها میلیون درجه کلوین می رسید  که مناسب برای ترکیب هسته های هیدروژن و نهایتا ایجاد عناصر سنگینتر همچون کربن، اکسیژن، نیتروژن  و دیگر عناصر جدول تناوبی تا عنصر آهن با عدد اتمی 26 بود. از آنجا که این ستارگان عمر کوتاهی داشتند و همچنین پس از ایجاد آهن در هسته‌ی بسیار داغ خود با انفجار مهیب با نام ابرنواختر منفجر می شدند ، به تدریج حجم کثیری از عناصر سنگینتر از هیدروژن، به محیط میان ستاره‌ای اضافه شد. علاوه بر آن در انفجار ابرنواختر، تنها در مدت زمان چندین ساعت میزان قابل توجهی از عناصر سنگینتر از آهن همچون طلا، جیوه و حتی اورانیوم ایجاد و به صورت ذرات بسیار ریز غباری در کیهان پراکنده می شدند. ستارگان دیگری نیز از بقایای این انفجار ایجاد شده و پس از پایان سوخت درونشان مجددا عناصر سنگین را پراکنده می ساختند.

مراحل شبیه سازی شده از انفجار ابرنو اختری M1 در صورت فلکی خرچنگ. تنوع رنگ در این توده ی گاز نشان دهندهی عناصر متنوع به صورت گاز و غبار است.

با این حال هیدروژن موجود در کیهان به قدری فراوان است که می تواند تا بیش از هزاران میلیارد سال  سوخت ستارگان  عالم  را تامین نماید  و ستارگان و سیارت بسیاری را تشکیل دهد. هر چند که شیمی حیات تنها چند ده میلیون سال پس از ایجاد مهبانگ امکان پذیر شد اما برای آغاز زندگی در کیهان عوامل کلیدی بسیاری نقش دارند که در شماره های بعدی به آنها خواهیم پرداخت.