Πώς ανακαλύψαμε ότι είμαστε φτιαγμένοι από αστρόσκονη;

Η συντριπτική πλειοψηφία των ανθρώπων σήμερα γνωρίζει ότι τα πάντα γύρω μας, οι υπολογιστές μας, το φαγητό μας, τα κοσμήματά μας, ακόμη και τα ίδια μας τα σώματα είναι φτιαγμένα από αστρόσκονη. Δηλαδή χημικά στοιχεία και άτομα τα οποία δεν υπήρχαν ανέκαθεν εδώ στη Γη αλλά δημιουργήθηκαν μέσα στους πυρήνες θερμών αστεριών, που συμπίεσαν άτομα υδρογόνου σε βαρύτερα στοιχεία. Με αυτόν τρόπο εξηγείται η δημιουργία πολλών στοιχείων του περιοδικού πίνακα και πολλά άλλα που θεωρούμε συνυφασμένα με τον πλανήτη μας.

Όμως δεν ήταν πάντα έτσι καθώς στο παρελθόν και μάλιστα σχετικά πρόσφατα, δε γνωρίζαμε την προέλευση των συστατικών που απαρτίζουν το ηλιακό μας σύστημα, τον πλανήτη μας, αλλά και τα σώματά μας. Ίσως η επικρατέστερη θεωρία που υπήρχε την δεκαετία του '50 σχετικά με τον σχηματισμό των στοιχείων ήταν πως όλα είχαν σχηματιστεί από το Big Bang και στη συνέχεια διασκορπίστηκαν στα μήκη και τα πλάτη του σύμπαντος από την ισχύ της μεγάλης έκρηξης. Βέβαια υπήρχαν και άλλες αρκετά ενδιαφέρουσες θεωρίες από πολλούς αξιόλογους επιστήμονες της εποχής, αλλά κανένας τους δεν είχε να παρουσιάσει πραγματικά πειστικά ευρήματα που να αποδεικνύουν τις θεωρίες τους.

Πριν από 70 χρόνια σχεδόν ο αστρονόμος Paul Merrill κατά την διάρκεια της παρατήρησης του νυχτερινού ουρανού από το Mount Wilson Observatory, έκανε μια τυχαία παρατήρηση μέσα από το τηλεσκόπιο του που έμελλε να αλλάξει τον τρόπο που βλέπουμε το σύμπαν, αλλά και να ρίξει φως στην προέλευση των στοιχείων που απαρτίζουν τον κόσμο μας. Κατά την διάρκεια της παρατήρησης λοιπόν, ο Merrill είδε πως στο φως που ερχόταν από ένα μακρινό αστέρι υπήρχαν τα χημικά ίχνη του στοιχείου τεχνήτιου, γεγονός τελείως αναπάντεχο για τον ίδιο μιας και το συγκεκριμένο στοιχείο θεωρείται ένα από τα πλέον ασταθή στοιχεία και θα έπρεπε να είχε μεταστοιχειωθεί σε κάτι άλλο εδώ και καιρό. Επομένως το ερώτημα πλέον ήταν ποιος ή τι δημιούργησε το Τεχνήτιο υπό αυτές τις συνθήκες.

Στις 2 Μαΐου 1952 ο Merrill ανέφερε την ανακάλυψη του σε έγκριτα επιστημονικά περιοδικά και μέσα στις τρεις πιθανές εξηγήσεις για το πρωτόγνωρο τότε φαινόμενο ήταν και η σωστή. Τα βαριά στοιχεία του περιοδικού πίνακα δημιουργούνται μέσα στα αστέρια. Αυτή η ανακάλυψη όχι μόνο αποκάλυψε μια νέα εικόνα του σύμπαντος η οποία ήταν απλά συναρπαστική, αλλά επηρεάζει ακόμη και σήμερα την ερευνητική κατεύθυνση της πυρηνικής φυσικής. Όπως μπορείτε να φανταστείτε, μόλις η ανακάλυψη άρχισε να κερδίζει έδαφος στην επιστημονική κοινότητα, ξεκίνησαν και οι προσπάθειες των επιστημόνων να κατανοήσουν καλύτερα και σε βάθος, ποιες διεργασίες μέσα στα αστέρια μπορούν να εξηγήσουν την καταπληκτική παρατήρηση του Merrill.

Τελικά η εξήγηση στην οποία κατέληξαν είχε ως εξής: τα αστέρια έχουν τεράστια μάζα και είναι πολύ βαριά. Αυτό που αποτρέπει την κατάρρευση από το ίδιο τους βάρος είναι οι αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης που συμβαίνουν στο εσωτερικό τους. Καθώς ένα αστέρι συμπιέζεται από την ίδια του την βαρύτητα, οι θερμοκρασίες και η πίεση στο εσωτερικό του αυξάνονται με αποτέλεσμα να υπάρχει αρκετή ενέργεια έτσι ώστε οι ατομικοί πυρήνες των στοιχείων που υπάρχουν στο εσωτερικό του να μπορέσουν να συγχωνευτούν σε ένα νέο βαρύτερο στοιχείο. Σήμερα αυτή η διαδικασία ονομάζεται αντίδραση πυρηνικής σύντηξης. Αυτές οι πυρηνικές αντιδράσεις μέσα στα αστέρια εξυπηρετούν δύο σκοπούς. Καταρχάς απελευθερώνουν την ενέργεια που κάνει το αστέρι φωτεινό και θερμό, παρέχοντας ταυτόχρονα την προς τα έξω πίεση που αποτρέπει την βαρυτική του κατάρρευση. Τέλος χρησιμοποιούν στοιχεία όπως ήλιο και υδρογόνο για να σχηματίσουν στοιχεία όπως το τεχνήτιο που παρατήρησε ο Merrill.

Η πυρηνική σύντηξη είναι πολύ δύσκολο να εφαρμοσθεί σε εργαστηριακές συνθήκες για περαιτέρω μελέτη και αυτό λόγω των τεράστιων ποσοτήτων ενέργειας που απαιτούνται. Όμως εδώ και δεκαετίες οι επιστήμονες πασχίζουν να βελτιώσουν τη διαδικασία με απώτερο σκοπό την παροχή ενέργειας. Σε περίπτωση που το καταφέρουν, θα πρόκειται για ένα από τα μεγαλύτερα κατορθώματα της ανθρωπότητας που θα μας απελευθερώσει από τα υπάρχοντα ενεργειακά δεσμά. Το πλεονέκτημα της πυρηνικής σύντηξης έναντι της πυρηνικής σχάσης είναι ότι στην πρώτη δεν απελευθερώνεται ραδιενέργεια, γεγονός που την καθιστά πολύ ασφαλέστερη για τον άνθρωπο και το περιβάλλον.

Ανακαλύψεις που αλλάζουν άρδην τον τρόπο που βλέπουμε τον κόσμο γύρω μας, όπως αυτήν του Merrill δεν συμβαίνουν κάθε μέρα ή ακόμη και δεκαετία, για αυτό και πίστεψα πως έπρεπε να μοιραστώ μαζί σας το γεγονός πως όλοι μας αποτελούμαστε από τα ίδια στοιχεία με τα αστέρια του νυχτερινού ουρανού.