Vědci konečně dokázali spočítat jev, bez kterého by nebyl život

Německým vědcům se nedávno podařilo rozlousknout letitý problém, jak ve vesmíru vznikl uhlík. V konečném důsledku tak zodpověděli jednu z nejzákladnějších otázek lidstva, a sice jak vznikl ve vesmíru život v té podobě, jak ho známe.

Vesmír | foto: Profimedia

Prakticky všechny chemické prvky těžší než helium vyžadují pro svůj vznik extrémní podmínky, které panují v nitru hvězd. V případě uhlíku, základního stavebního kamene živých organismů na Zemi, je potřeba, aby jeho jádro prošlo jistým speciálním přechodným stavem, tzv. Hoyleovým stavem. Jinak uhlík prostě nevznikne.

Anglický astronom Fred Hoyle uvedený stav objevil již v roce 1954 a naštěstí pro nás (a asi pro veškerý život v celém vesmíru) existenci tohoto zvláštního stavu následně potvrdila řada experimentů. Ale až do dneška ho nikdo neuměl matematicky popsat.

Hoyleův stav

Jde o excitovaný stav jádra atomu uhlíku s přesně danými vlastnostmi nutnými k tomu, aby uvnitř hvězd došlo k syntéze uhlíku. Od poloviny padesátých let se vědci z celého světa pokoušeli tento stav nalézt, resp. spočítat.

Marně, nikomu z nich se to nepodařilo. A že se tímto problémem zabývali nějaké vědecké kapacity. Kdyby Hoyleův stav neexistoval, tak by bylo ve vesmíru jen velmi malé množství uhlíku nebo jiných těžších prvků jako například kyslík, dusík či železo.

A pravděpodobně by v něm neexistoval ani život. Celý vesmír by pak nebyl nic jiného než obrovský shluk prachoplynových chuchvalců s minimem těžkých prvků. Jenže život existuje, my sami jsme toho důkazem.

3 alfa proces

Děj, při kterém v nitru hvězd vzniká uhlík, označují vědci jako 3 alfa proces. Při něm se nejdříve dvě alfa částice (jádra helia) spojí a vytvoří jádro beryllia. To následně reaguje s další, třetí alfa částicí a vzniká uhlík. Ovšem toto uhlíkové jádro se nalézá ve speciálním stavu o velmi vysoké energii.

Pravděpodobnost 3 alfa procesu by měla být extrémně malá. Jenže základní stav beryllia má skoro přesně stejnou energii jako dvě alfa částice a podobně i souhrn energie beryllia a třetí alfa částice se téměř rovná energii excitovaného uhlíku. Tato rezonance pravděpodobnost celého procesu významně zvyšuje.

Anglický astronom Fred Hoyle objevil Hoyleův stav již v roce 1954...

Právě proto Hoyleův stav při tvorbě uhlíku ve hvězdách hraje tak důležitou roli, představuje totiž jakýsi vrcholek, který musí jaderný proces překonat, aby mohl ze tří jader helia vzniknout stabilní uhlíkový atom.

Heuréka

Od roku 1954 je Hoyleův stav znám, matematický vzorec však chyběl. Než se do výzkumu tohoto problému vložili němečtí vědci. "Je to, jako kdybyste chtěli analyzovat rádiový signál, ve kterém dochází k vzájemné interferenci signálů z hlavního vysílače a několika dalších pomocných vysílačů," tvrdí Evgeny Epelbaum, teoretický fyzik a spoluautor studie, která se Hoyleovým stavem zabývala.

Hlavní vysílač v tomto případě představuje stabilní jádro uhlíku. "Ale nás zajímá jedno nestabilní, na energii bohaté uhlíkové jádro; takže musíme slabší rádiový signál oddělit od toho dominantního nějakým filtrem šumu," vysvětluje díle Epelbaum.

Podle Epelbauma všechny předchozí pokusy o výpočet Hoyleova stavu selhaly, protože nepočítaly s dostatečnou přesností potřebnou k tomu, aby byly zohledněny všechny fundamentální procesy, které se při vzniku jader uhlíku odehrávají.

Němečtí vědci šly na věc s pečlivostí sobě vlastní. K matematickému popisu Hoyleova stavu využili jeden z nejmodernějších superpočítačů. Celý výpočet trval zhruba týden. Na jeho konci stály výsledky, které výborně souhlasí s dřívějšími experimenty. Právem se proto domnívají, že Hoyleův stav skutečně vypočítali.

"Nyní můžeme prozkoumat tuto základní formu uhlíkového jádra v každém detailu," tvrdí Ulf Meibner, který se na studii rovněž podílel. "Určíme jeho velikost i strukturu. Což také znamená, že budeme schopni detailně analyzovat celý řetězec tvorby chemických prvků."

Fyzikální pokusy ukazují, že fundamentální přírodní konstanty jsou ve vesmíru velice jemně vyladěny jen na určité hodnoty. Hoyleův stav je toho dobrým příkladem. Musí mít právě takové množství energie, jaké má, jinak bychom tu nebyli.

Zdroj:
www.uni-bonn.de
www.wikipedia.org

Autor:
  • Nejčtenější

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

v diskusi je 125 příspěvků

26. března 2024

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo...

Z jaderné triády zbyly Britům už jen ponorky. A ty musejí posílit

v diskusi je 76 příspěvků

27. března 2024

Jadernou triádu tvoří strategické bombardéry s jadernými zbraněmi, mezikontinentální balistické...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Hlučínsko patří nám. Před 100 lety byl podepsán definitivní protokol o hranici

v diskusi je 44 příspěvků

28. března 2024

Před 100 lety definitivně skončily tahanice o československo-německé hranice. 28. března 1924 byl...

Rusko zastavilo odlet na ISS s první Běloruskou, letět měla i Američanka

v diskusi je 50 příspěvků

21. března 2024  10:23,  aktualizováno  14:26

Ve čtvrtek 21. března se necelých deset minut před půl třetí odpoledne měla vydat na Mezinárodní...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Američané odepsali modul, který je vrátil po půl století na Měsíc

v diskusi je 21 příspěvků

28. března 2024,  aktualizováno  11:41

Od začátku letošního roku je na Měsíci a kolem něj poměrně rušno. Vedle řady sond, které zamířily...

Za vyhynutím dinosaurům mohla být i doba temna

v diskusi nejsou příspěvky

29. března 2024

Dopad planetky je nyní většinou odborníků považován za hlavní příčinu vyhynutí zhruba 73 až 76 %...

Podívejte se na Boeing C-17 Globemaster, který do Česka přivezl nové vrtulníky

v diskusi jsou 2 příspěvky

29. března 2024

V sobotu 23. března dosedl v Praze nákladní letoun USAF, který vezl obzvlášť cenný náklad. Z...

Dočasná raketa se po téměř 70 letech loučí. Bude startovat naposledy

v diskusi jsou 4 příspěvky

28. března 2024  15:36,  aktualizováno  19:54

Tento čtvrtek stojí na startovací rampě mysu Canaveral poslední potomek raket Thor, nosič Delta IV...

Američané odepsali modul, který je vrátil po půl století na Měsíc

v diskusi je 21 příspěvků

28. března 2024,  aktualizováno  11:41

Od začátku letošního roku je na Měsíci a kolem něj poměrně rušno. Vedle řady sond, které zamířily...

FOR KIDS by měl být zážitkem pro celou rodinu, říká Monika
FOR KIDS by měl být zážitkem pro celou rodinu, říká Monika

Monika Pavlíčková (35 let) je maminkou dvou dcer, sedmileté Terezy a čtyřleté Laury, a zároveň také manažerkou obchodního týmu společnosti ABF,...

Smoljak nechtěl Sobotu v Jáchymovi. Zničil jsi nám film, řekl mu

Příběh naivního vesnického mladíka Františka, který získá v Praze díky kondiciogramu nejen pracovní místo, ale i...

Rejžo, jdu do naha! Balzerová vzpomínala na nahou scénu v Zlatých úhořích

Eliška Balzerová (74) v 7 pádech Honzy Dědka přiznala, že dodnes neví, ve který den se narodila. Kromě toho, že...

Pliveme vám do piva. Centrum Málagy zaplavily nenávistné vzkazy turistům

Mezi turisticky oblíbené destinace se dlouhá léta řadí i španělská Málaga. Přístavní město na jihu země láká na...

Velikonoce 2024: Na Velký pátek bude otevřeno, v pondělí obchody zavřou

Otevírací doba v obchodech se řídí zákonem, který nařizuje, že obchody s plochou nad 200 čtverečních metrů musí mít...

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo divadelních...