Vznik vesmíru a prvků ve vesmíru

Podle současné představy vznikl vesmír před 13,787 miliardami let v procesu pojmenovaném velký třesk. Na počátku byl vesmír velmi horký a hustý a z toho důvodu se u sebe neudržely elementární částice, které by mohly dát dohromady jakékoli atomy. Rozdíl mezi tehdejším a dnešním vesmírem je obrovský. Ve chvíli, o které hovoříme, neexistoval jediný prvek periodické soustavy. Všechny tyto prvky, včetně atomů, z nichž jsou poskládána naše těla, musela teprve vzniknout. Jak k tomu došlo?  

Nedlouho po velkém třesku se oddělilo záření od částic a mohly vzniknout první atomy. Jednalo se však pouze o vodík, malé množství helia a stopová množství lithia. Žádné jiné prvky jako třeba uhlík nebo kyslík v raném vesmíru neexistovaly. V době dvě stě až tři sta miliónů let po velkém třesku, když se vesmír dostatečně ochladil, začaly z vodíku a hélia vznikat první hvězdy. Do této chvíle byl vesmír naprosto temný a světlo těchto hvězd bylo také prvním pořádným světlem. 

Vědce od nepaměti trápila otázka jak to, že hvězdy svítí. Odpověď na tuto otázku našli až ve dvacátém století a zároveň se tím vyřešila i otázka předešlá, kde se vzaly prvky. Hvězdám dodávají energii termonukleární reakce. Hodně zjednodušeně řečeno slučováním lehčích prvků, jako je třeba vodík, vznikají prvky těžší, přičemž se uvolní velké množství energie. (Takto funguje vodíková neboli termonukleární bomba.) 

Většina prvků, ze kterých se skládají naše těla, vznikla v nitru hvězd. Menší hvězdy, jako je naše Slunce, dokážou fúzí vytvořit prvky pouze po uhlík a kyslík. Skutečná magie se však odehrává v masivních hvězdách (veleobrech). Ty mají tak obrovský tlak a teplotu, že fúze pokračuje přes neon a hořčík až k železu. Tady ale narazí na 'železnou zeď' – fúze železa už energii neprodukuje, ale spotřebovává. 

Konec hvězdného života je dramatická událost. Například hvězda o velikosti našeho Slunce se na konci svého života mnohonásobně zvětší. Tou dobou bude obsahovat různé atomy od vodíku po kyslík. Nakonec dojde jaderné palivo a hvězda „exploduje“. Právě této události se říká nova (nová hvězda), neboť hvězda na několik dnů mnohonásobně zvýší svůj jas. Na jejím místě vznikne velmi kompaktní útvar přibližně o velikosti Země nazývaný bílý trpaslík vážící polovinu hmotnosti původní hvězdy. Hmota tvořící druhou polovinu hmotnosti je výbuchem odmrštěna do okolního prostoru a právě v této hmotě jsou obsaženy různé prvky periodické soustavy lehčí než kyslík.

Masivnější hvězdy pokračují ve fúzi od kyslíku dále až po železo a v tuto chvíli se fúzní reakce zastaví a hvězda začne kolabovat. Kolaps vede k neskutečnému výbuchu zvaném supernova, přičemž tato nová hvězda je vidět často i za bílého dne. Na místě supernovy se vytváří mlhovina, která poměrně často jemně září, protože je ionizována zářením velmi kompaktního útvaru vzniklým zhroucením hvězdy, tzv. neutronovou hvězdou (viz. obrázek Krabí mlhoviny). V mlhovině samozřejmě najdeme všechny výše uvedené prvky periodické soustavy.

Toto „znečištění“ dá vzniknout dalším generacím hvězd, planet a koneckonců i lidem. Naše těla jsou složena z hvězdného popela. Každý uhlík, kyslík či dusík prošel hvězdnou výhní. Kromě vodíku, který vznikl hned po velkém třesku. Prakticky každý vodík v našem těle je starý přes třináct miliard let. 

Shrnutí

Vesmír vznikl před 13,787 miliardami let ve velkém třesku. Na začátku neexistovaly žádné prvky, ale později se z vodíku a hélia začaly tvořit první hvězdy. Termonukleární reakce ve hvězdách vytvářejí těžší prvky, které se uvolňují při zániku hvězd. Tyto prvky jsou obsaženy ve vesmíru a mohou dát vzniknout dalším generacím hvězd, planet a lidem. Naše těla jsou složena z hvězdného popela, který je starý přes 13 miliard let.