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

Vyzkoušeli jsme podvod z Aliexpressu. Může vás přijít draho, i po letech

v diskusi je 110 příspěvků

14. března 2024

Nakoupili jsme na Aliexpressu a pěkně se spálili. Jednu USB paměť, dvě externí SSD a jeden externí...

Nejsilnější raketa úspěšně prošla prvním testovacím letem do vesmíru

v diskusi je 138 příspěvků

14. března 2024  12:12,  aktualizováno  15:31

Společnost SpaceX poprvé dostala svůj Starship do vesmírného prostoru. Po dvou předchozích...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Svět uznal nároky Beneše. Československo vyhrálo spor s Polskem o Javorinu

v diskusi je 42 příspěvků

12. března 2024

Před 100 lety se Československo dočkalo mezinárodního uznání ve sporu s Polskem o Javorinu....

Tato novinka ve vyhledávání Googlu lidi pěkně vytáčí. Máme řešení

v diskusi je 153 příspěvků

12. března 2024  10:45

Jedna z novinek, kterou přineslo evropské Nařízení o digitálních trzích, je změna v tom, jak Google...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Od Amazonu po Voyo. Velký test streamovacích služeb našel obří rozdíly

v diskusi je 56 příspěvků

19. března 2024

Premium V jedné můžete vybírat z dvou set filmů a seriálů, ve druhé z osmi tisíc. V jedné je speciální...

VIDEO: Střílej po mně! Kameraman natočil téměř celý útok v centru Prahy

Premium Ve čtvrtek zemřelo rukou střelce Davida K. 14 obětí, 25 lidí je zraněných, z toho deset lidí těžce. Jedním z prvních na...

Máma ji dala do pasťáku, je na pervitinu a šlape. Elišku čekají Vánoce na ulici

Premium Noční Smíchov. Na zádech růžový batoh, v ruce svítící balónek, vánoční LED svíčky na baterky kolem krku. Vypadá na...

Test světlých lahvových ležáků: I dobré pivo zestárne v obchodě mnohem rychleji

Premium Ležáky z hypermarketů zklamaly. Jestli si chcete pochutnat, běžte do hospody. Sudová piva totiž dopadla před časem...

Z letadla vypouštějí chemikálii do mraků. Takto v Emirátech vládnou dešti

v diskusi je 8 příspěvků

19. března 2024  10:40

Spojené arabské emiráty ve spolupráci s americkým Národním výzkumem atmosféry již třetí dekádu...

Kuličková myš, VHS a další technologické skvosty nedávné minulosti

v diskusi je 18 příspěvků

19. března 2024

S některými bylo možné se běžně setkat ještě před deseti lety, jiné je možné koupit a používat...

Od Amazonu po Voyo. Velký test streamovacích služeb našel obří rozdíly

v diskusi je 56 příspěvků

19. března 2024

Premium V jedné můžete vybírat z dvou set filmů a seriálů, ve druhé z osmi tisíc. V jedné je speciální...

Zemřel astronaut Stafford, který si ve vesmíru „podal“ ruku s Leonovem

v diskusi nejsou příspěvky

18. března 2024  19:10

Ve věku 93 let po dlouhé nemoci zemřel někdejší astronaut Thomas Stafford, který byl zapojený do...

Nutný výchovný pohlavek, souhlasí Bouček i Havlová s přerušením projevu na Lvu

Moderátor Libor Bouček ostře zareagoval na kauzu ohledně délky proslovu režisérky Darji Kaščejevové na předávání cen...

Švábi, vši a nevychované děti. Výměna manželek skončila už po pěti dnech

Nová Výměna manželek trvala jen pět dní, přesto přinesla spoustu vyhrocených situací. Martina ze Znojma se pokoušela...

Vyzkoušeli jsme podvod z Aliexpressu. Může vás přijít draho, i po letech

Nakoupili jsme na Aliexpressu a pěkně se spálili. Jednu USB paměť, dvě externí SSD a jeden externí HDD. Ve třech...

Chtěli, abych se vyspala s Baldwinem kvůli jeho výkonu, říká Sharon Stone

Herečka Sharon Stone (66) jmenovala producenta, který jí řekl, aby se vyspala s hercem Williamem Baldwinem (61). Měla...

Byla to láska na první pohled, říká hvězda Gilmorek o manželství s modelkou

Milo Ventimiglia (46), představitel Jesse ze seriálu Gilmorova děvčata nebo Jacka Pearsona ze seriálu Tohle jsme my, je...