Vznik vesmíru a prvků ve vesmíru

Podle současné představy vznikl vesmír před 13,75 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 prvky. 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 a malé množství helia. 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.) 

To znamená, že teprve ve hvězdách začaly termonukleární syntézou vznikat další prvky. V normálních hvězdách, jako je Slunce, vznikají postupně prvky od lithia po železo. Tyto prvky jsou ve hvězdě uvězněny a teprve při jejím zániku zvaném nova jsou prvky rozptýleny do okolního prostředí. Při zániku hmotnějších hvězd nazývaném supernova vznikají i zbylé prvky periodické soustavy jako třeba olovo či uran. 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). 

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

Shrnutí

Vesmír vznikl před 13,75 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.