magazyn Świat Nei Jia
NR 47 (MAJ 2011)

Tao i wszechświat

PO CO NAM GWIAZDY?
Joanna Molenda-Żakowicz

Pytanie to, w tytule,
postawione tak śmiało,
choćby z największym bólem
rozwiązać by należało...

Słońce - wiadomo: istnieje po to, żeby na Ziemi było ciepło i żeby było wiadomo, kiedy jest dzień i koniec spania ;-) ale gwiazdy? Zastosowania użytkowe gwiazd dla przeciętnej osoby ograniczają się do stawiania horoskopów i przewidywania przyszłości. Pomaga to w konkretyzowaniu własnej wizji życia, wyciszeniu emocji (skoro wiemy, co się będzie działo nie ma potrzeby drżeć z niepewności), oraz optymalizacji zarządzania finansami, o ile mówimy wróżbitach. Z ich klientami różnie bywa...

Pierwiastki składające się na ciało osoby ważącej 70kg.
tlen
43 kg
miedź 72 mg kobalt 3,0 mg
węgiel
16 kg
glin 60 mg antymon 2,0 mg
wodór
7 kg
kadm 50 mg srebro 2,0 mg
azot
1,8 kg
cer 40 mg niob 1,5 mg
wapń
1,0 kg
bar 22 mg cyrkon 1,0 mg
fosfor
780 g
jod 20 mg lantan 0,8 mg
potas
140 g
cyna 20 mg gal 0,7 mg
siarka
140 g
tytan 20 mg tellur 0,7 mg
sód
100 g
bor 18 mg itr 0,6 mg
chlor
95 g
nikiel 15 mg bizmut 0,5 mg
magnez
19 g
selen 15 mg tal 0,5 mg
żelazo
4,2 g
chrom 14 mg ind 0,4 mg
fluor
2,6 g
mangan 12 mg złoto 0,2 mg
cynk
2,3 g
arsen 7 mg skand 0,2 mg
krzem
1,0 g
lit 7 mg tantal 0,2 mg
rubid
0,68 g
cez 6 mg wanad 0,1 mg
stront
0,32 g
rtęć 6 mg tor 0,1 mg
brom
0,26 g
german 5 mg uran 0,1 mg
ołów
0,12 g
molibden 5 mg

Osoby bardziej wrażliwe mogą zauważyć, że gwiazdy są piękne i ozdabiają niebo. Tworzą gwiazdozbiory, migocą, mienią się barwami, czasem spadają, a kto zdąży pomyśleć życzenie zanim gwiazda spadnie i nikomu nie powie, o czym myślał, to ono się spełni. Do romantycznej scenerii nocnego ogrodu, w którym kwiaty są dobrane tak, by rozwijać się i pachnieć po zachodzie Słońca, a ich kolory, blade i nijakie w dzień, ożywają w blasku Księżyca, gwiazdy również pasują jak ulał. Ponadto mogą służyć pomocą, gdy zabraknie tematów do dyskusji z osobą, którą zaprosiliśmy na taką przechadzkę. Na koniec, gwiazdy inspirują poetów, dzięki czemu lekcje polskiego mogą być bardziej przerażające niż fizyka. Pytanie, czy horoskopy, estetyka i sztuka wystarczy, by usprawiedliwić istnienie gwiazd. Czy nie jest tak, że dla osoby rozsądnej, racjonalnie podchodzącej do życia i niezbyt wrażliwej na widok nocnego nieba, na które i tak rzadko kto spogląda zwłaszcza, że w mieście prawie go nie widać, gwiazd mogło by nie być wcale?

Bardzo by się pomylił ktoś, kto by sądził, że gwiazdy nie są potrzebne do niczego, a już szczególnie że nie są potrzebne ludziom. Pomijając Słońce, gwiazdy są od nas tak odległe, że możliwe, że nigdy nie zbliżymy się do żadnej z nich. Mimo to, są miejscem, w którym powstaliśmy. Jesteśmy dziećmi gwiazd, a każdy z nas nosi w sobie gwiezdny pył. Gdyby nie istniały gwiazdy, nie było by i nas.

Nasza przygoda z gwiazdami ta zaczyna się 13,7 miliarda lat temu, gdy powstał Wszechświat. Przed jego początkiem nie było niczego. Ewentualnie, jak co poniektórzy twierdzą, tylko towarzysz Bóg przechadzał się ulicami Moskwy i nagle... z nicości wyłoniło się wszystko i to od razu z gotową koncepcją jak ma wyglądać! Zainicjowany został upływ czasu, zaistniała przestrzeń, która zaczęła zapełniać się materią, po dłuższej chwili pojawiło się światło, a w tym czasie Wszechświat rósł i rósł...

Dość szybko, bo zaledwie kilka minut po Wielkim Wybuchu, ostygł na tyle, by powstały pierwsze atomy, głównie wodór i hel. Atomy powstałe w pierwszych minutach życia Wszechświata w procesie pierwotnej nukleosyntezy stanowiły materiał, z którego zostały zbudowane pierwsze gwiazdy, oraz posłużyły do syntezy w ich wnętrzach cięższych pierwiastków. Im bardziej masywna była gwiazda, tym cięższe pierwiastki mogła zsyntetyzować, a te najbardziej masywne potrafiły dojść aż do żelaza.

Do stworzenia pierwiastków jeszcze cięższych, z czym gwiazdy już sobie nie radziły, trzeba było zatrudnić nowy mechanizm: wybuchy supernowych, w których cała gwiazda eksploduje na raz, czasem tak skutecznie że nie pozostaje po niej nic. W tych spektakularnych zdarzeniach, podczas których przez parę minut gwiazda staje się jaśniejsza od całej galaktyki, materia poddawana jest bardzo ciężkim próbom. Zupełnie jakby natura uznała, że skoro nie da się np. niklu zrobić "po prośbie", to będzie "po groźbie", ale będzie. I tak, wszystkie pierwiastki o liczbie atomowej większej niż 26 zostały zrobione "na siłę" poprzez wciśnięcie do jąder atomowych odpowiedniej ilości nukleonów.

Co to oznacza dla nas, łatwo zgadnąć patrząc, z czego sami jesteśmy zrobieni: na pierwszym miejscu jest tlen, po nim węgiel i zaraz potem wodór. Dziwne? Nie - przecież składamy się głównie z wody, a woda to H2O. Po tych trzech idą kolejne pierwiastki: najpierw liczone w kilogramach, potem w gramach i miligramach, a wszystkie one, poza wodorem, powstały nie gdzie indziej, tylko we wnętrzach gwiazd, które kiedyś świeciły, a potem eksplodowały i rozrzuciły swoją materię po Wszechświecie. Gdyby nie było supernowych, nie było by z czego nas zrobić - pierwiastki przecież nie powstają w wyniku reakcji chemicznych.

Same supernowe wybuchają dość rzadko: średnio w jednej galaktyce taka gwiazda pojawia się raz na sto lat. Jednak we Wszechświecie galaktyk są miliardy miliardów, więc jako całość rozbrzmiewa on serią nieustannych eksplozji. Gdy wsłuchujemy się w bicie własnego serca, wiedząc, że jest ono zrobione z gwiezdnej materii, to każde jego uderzenie jest jak echo takiego wybuchu: po gwałtownym skurczu komór, następuje wyrzucenie krwi do tętnic i danie sobie kolejnej szansy na przeżycie kolejnych minut życia. I nawet sam ten proces jest podobny to wybuchu supernowej, która zanim wyrzuci w przestrzeń zawartą w sobie materię, przed eksplozją musi się maksymalnie skurczyć. Dopiero gdy atomy te wydostaną się z jąder gwiazdowych, mogą zostać użyte do konstrukcji naszego świata: Ziemi, mostów kolejowych, patelni i nas samych.

Pozostałości po wybuchu supernowej o nazwie Cassiopeia A, która wybuchła około 325 lat temu w naszej galaktyce w odległości 10 tysięcy lat świetlnych od Słońca. Obraz powstał w wyniku złożenia obserwacji w trzech pasmach światła: podczerwień, zaznaczona kolorem czerwonym, pochodzi z obserwacji Teleskopu Kosmicznego Spitzer; obserwacje w świetle widzialnym pochodzą z teleskopu Hubble'a; kolorem zielonym i czerwonym zaznaczone są obserwacje w promieniach rentgenowskich wykonane przez satelitę Chandra. Na ten obraz nałożona jest struktura ludzkiej hemoglobiny: na zielono zaznaczone są cząsteczki hemu, zawierające żelazo.

To samo dotyczy każdego innego atomu w naszym ciele, poza wodorem, który powstał razem z początkiem Wszechświata. Jeśli by ktoś powiedział, że w każdym łyku wody "pociąga sobie" co nieco Wielkiego Wybuchu, nie była by to przesada.

Inaczej mówiąc, nie ma takiej składowej naszych ciał, najmniejszej choćby, która by nie powstała w gwiazdach i nie trafiła na Ziemię aby posłużyć do konstrukcji 90% naszych ciał. Pozostałe 10% powstało razem z czasem, przestrzenią i materią w pierwszych chwilach istnienia Wszechświata.

Nawet jeśli nie każdy atom naszego ciała pochodzi z innej gwiazdy, to i tak są ich w nas miliony. Można sobie wyobrazić, że, gdy kontemplujemy istotę bytu, z każdym uderzeniem naszego serca przywołujemy z bezkresu Kosmosu jedną gwiazdę. Wtedy atomy z których jesteśmy zbudowani, tęskniące za czasem, kiedy świeciły jak tysiąc Słońc, przemierzały nieskończone przestrzenie Wszechświata, gubiły elektrony i znajdowały nowe, odbijały się od obojętnych cząsteczek pyłu i ślizgały po liniach pól magnetycznych, a teraz uwięzione w naszej cielesnej powłoce, beznadziejnie daleko od tych miejsc i przygód, aż drżą z podniecenia, gdy w kolejnym uderzeniu serca któryś rozpozna tę gwiazdę, z której pochodzi. I nie robi im różnicy, czy jest to gwiazda daleka czy bliska, czy nie istnieje od miliarda lat, czy od dziesięciu miliardów - dla myśli nie ma odległości poza którą nie może sięgnąć, ma prędkości, której nie może przekroczyć i miejsca, do którego nie może zajrzeć. A do tego atomy są nieśmiertelne...

Dlatego, gdy składamy ręce, zamiast patrzeć na siebie jak na coś fizycznego, możemy spojrzeć "na wylot" i zobaczyć, że trzymamy w dłoniach coś, co kiedyś było źródłem światła. Pomyśleć, że oddychamy tym światłem i że ono nas karmi, bo wszystko co wokół nas istnieje zbudowane jest z takiej samej gwiezdnej materii. Możemy też, w myślach odwracając bieg czasu, "rozłożyć się" na gwiazdy i umieścić każdy z atomów, z których się składamy, w miejscu, w którym powstał. Iloma gwiazdami byśmy się wtedy stali i jakie światy moglibyśmy oglądać? Ciekawe pytanie, ale, jako że najprawdopodobniej każdy z nas wylądował by gdzie indziej i zobaczył co innego, każdy musi pomyśleć o tym sam :-).

Warto spróbować, bo kontemplacja Kosmosu i zagadki istnienia może być wspaniałą przygodą. Byle nie zaczęła się w okolicznościach, które skłoniły Arona Ralstona, bohatera biograficznego filmu pt. "127 godzin", do podziwiania cierpliwości i determinacji Kosmosu, który dopracował każdą sekundę tak, by życie Arona skrzyżowało się istnieniem głazu który, podobnie jak nasze atomy, przez eony przemierzał Wszechświat po to, by spotkać się z ręką bohatera. Kto jest ciekawy co było dalej i "czyje było na wierzchu" musi zobaczyć film - swoją drogą, bardzo dobry.

Powrót do spisu treści


Strona została przygotowana przez Tomasza Grycana.

Wszelkie pytania i uwagi dotyczące serwisu "Neijia" proszę przesyłać na adres:

Uwaga! Zanim wyślesz e-mail, przeczytaj dokładnie F.A.Q.

Powrót do strony głównej.