Действительно ли атомы в человеческом теле произошли от звезд?

Химические элементы в нашем организме унаследованы от Земли. Земля сформировалась в диске газа и пыли, вращающемся вокруг протосолнца 4,5 миллиарда лет назад. Материал, сформировавший Землю, был отобран из материала той протозвездной туманности, которая сама когда-то была частью большего молекулярного облака.

Итак, атомы в нашем теле когда-то были частью этого молекулярного облака, поэтому нам нужно понять, как они туда попали.

После первых десяти минут или около того Вселенная содержала в основном водород, гелий и некоторые следы лития, дейтерия и трития — и это все. Без кислорода, железа, углерода и т.

Почти все более тяжелые химические элементы производятся внутри звезд. Мы могли бы остановиться на этом — атомы углерода, кислорода, кальция и т. д. в наших телах должны были образоваться в звездах, и, поскольку эти атомы/ядра стабильны, они должны выжить в неизменном виде (вы можете спорить о том, меняются ли их электроны местами в химические реакции и т. д., но так как электроны неразличимы, это вряд ли имеет значение).

Но как они попадают в молекулярное облако и какие звезды образуют эти элементы? Несколько ответов правильно определяют важность массивных звезд, которые взрываются как сверхновые. Но они ни в коем случае не являются единственным или даже самым важным фактором для некоторых элементов.

Если мы возьмем углерод и азот, то они производятся в ядерных реакциях внутри звезд с массой даже немного меньше солнечной на стадиях горизонтальной ветви и асимптотической гигантской ветви. Эти звезды могут быть менее массивными и производят меньше C и N, чем массивные звезды, но их гораздо больше. Центральный материал смешивается с поверхностью во время тепловых импульсов, а внешняя оболочка, обогащенная различными химическими элементами, постепенно теряется в космосе медленным ветром. Это основной источник углерода, азота, фтора, лития и ряда тяжелых элементов — Ba, La, Zr, Sr, Pb и многих других — получаемых в s-процессе . Около 50 % элементов тяжелее железа образуется в s-процессе, который может происходить как во взрывающихся массивных звездах (в основном изотопы с$A<90$) и менее массивные звезды AGB с медленными массивными ветрами (элементы вплоть до свинца и висмута).

Железо, никель и многие другие элементы, такие как сера и кремний, также производятся во время сверхновых типа Ia . Это детонация белого карлика, конечной стадии маломассивной звезды, после массообмена или слияния. Более слабые взрывы новых, вызванные воспламенением материала, аккрецированного на белом карлике, также обогащают межзвездную среду.

Все эти различные процессы создают характерные закономерности содержания элементов.

Обогащенный материал уносится взрывами соседних сверхновых, взаимодействиями со спиральными рукавами и другими молекулярными облаками. Он охлаждается, конденсируется и коллапсирует, образуя новое поколение звезд.

Анализ «досолнечных зёрен», найденных внутри метеоритов, говорит нам, из чего образовалась наша Солнечная система. Эти анализы говорят нам, что все вышеперечисленные процессы были важны для создания химических элементов, из которых состоит Земля, а следовательно, и элементов в наших телах.

[Дополнительные сведения о производстве элементов тяжелее железа (включая сверхновые звезды, маломассивные звезды AGB, сталкивающиеся нейтронные звезды и т. д.) можно найти в моем ответе Physics SE на этот вопрос. ]

Когда в ранней Вселенной возникли первые атомы, это был в основном водород (наименьшие из существующих атомов) и немного гелия. По всей Вселенной эти атомы слипались под действием гравитации, пока давление и температура не стали настолько высокими, что атомы водорода сливались вместе, образуя более тяжелые элементы. Реакцией является ядерный синтез, и это двигатель всех звезд. Сначала водород сливается с образованием гелия, а затем в каскаде атомы гелия сливаются с образованием более тяжелых элементов.

Многие звезды умирают как сверхновые, без сомнения, это самые сильные взрывы во Вселенной. Сверхновая, которая была всего лишь одиночной звездой, становится такой же яркой, как и вся галактика, частью которой она является. Помните, что такая галактика обычно состоит из 100 миллиардов звезд.

При взрыве сверхновой в космос выбрасываются все элементы от гелия до самых тяжелых. Позже они объединятся, чтобы сформировать планеты вокруг новых звезд. Итак, действительно, все, из чего состоит Земля, произошло от такой взорвавшейся звезды.

И следующий шаг — жизнь. Отдельная клетка состоит в основном из углерода, водорода, кислорода и азота, которые в конечном итоге происходят из земли. Например, растения берут эти элементы из почвы и воздуха, а мы, животные, получаем их из растений. Так что элементы из почвы, пришедшие из звезд, в конечном итоге попадают в каждую из наших клеток.

Считается, что почти все ядра водорода (протоны), некоторые ядра атомов гелия и следы ядер лития образовались в начале Вселенной, после Большого взрыва. Считается, что почти все остальные атомные ядра образовались в звездах или распались из атомных ядер, образовавшихся в звездах. Меньшая часть образуется в результате высокоэнергетических столкновений с космическими лучами.

Электроны оболочки атомов по частям образовались во время Большого взрыва, часть из них возникла при распаде нейтронов на протоны. Эти нейтроны могли быть свободными нейтронами или нейтронами, связанными в нестабильных атомных ядрах.

Следовательно, наше тело не содержит точно такие же атомы, как они образовались в звездах. Но без звезд не существовало бы в нашем теле большинства атомов, кроме водорода.

Наше тело содержит много точно таких же атомных ядер, как они образовались в звездах, а не точно такие же атомы/ионы.

Чтобы быть немного более точным: наше тело не содержит много свободных атомов, но в основном молекулы и ионы.

В вашем теле есть водород и более тяжелые элементы.

Большая часть водорода в вашем теле (на самом деле большая его часть) — это примитивный водород из истоков Вселенной. То же самое произошло бы с гелием, но его нет (почти нет) на наших телах.

Что касается всех остальных элементов, да, они происходят (на самом деле большинство из них) от звезды.

Последовательность примерно такая:

Когда Вселенная была молода, наша Галактика была молода: это было облако из Водорода и Гелия. Затем родились некоторые звезды (называемые звездами населения III), которые начали сжигать водород в гелий, а на более поздних стадиях своей жизни они сжигали гелий в более тяжелые элементы, такие как углерод, азот, вплоть до очень небольшого количества железа (наиболее стабильного элемент), и далее вплоть до урана.

В зависимости от их массы, конечно. Меньшие из этих звезд могут все еще находиться вокруг нас, а более крупные взорвались, отправив эти новые элементы в галактическую (иначе межзвездную) среду.

Затем из уже обогащенной среды родились новые звезды (названные звездами Куколки II). В этих, конечно, было много водорода и гелия, но были и более тяжелые элементы. В свою очередь, некоторые из них все еще можно наблюдать (более мелкие, которые живут дольше), а некоторые из них взорвались (более крупные, которые горят быстрее).

Эта вторая волна звездных взрывов еще больше обогатила межзвездную среду (галактическую среду), так что могло родиться новое поколение звезд. Они известны как звезды Pupullation I. Наше Солнце — одно из них.

Но не вся масса облака, из которого образовалось наше Солнце, ушла в Солнце. Некоторые из них составляли планеты и, следовательно, нас самих.

Таким образом, атомы на наших телах происходят из допланетарного облака, которое состояло из исходного водорода, обогащенного взрывами населения III и населения II.

Обратите внимание: из-за химических реакций электроны в атомах не обязательно должны быть такими же, какими они были, когда они были выброшены звездами, но ядра должны быть такими же.

Подумайте об этом так, есть два варианта того, как зародилась жизнь на земле: абиогенез (жизнь зародилась на земле) и панспермия (жизнь зародилась где-то в другом месте и от чего-то вроде удара метеора продолжила развиваться на земле), по крайней мере, это те, которые являются более доминирующими, чем другие теории. В любом случае, если жизнь начала развиваться на Земле из материи, которая была на Земле, то было бы уместно, чтобы любая жизнь, развившаяся здесь, содержала те же материалы, что и Земля, а Земля возникла из других начал, пыли и обломков, которые были примерно 4,5 миллиарда лет назад. вещь для второй теории, которую я упомянул. Поэтому я бы посоветовал прочитать больше об абиогенезе и панспермии, это может удовлетворить ваше любопытство и ответить на ваш вопрос.

Да, все атомы в любом организме, а на самом деле и во всей Земле существуют около 13,8 миллиардов лет (водород, гелий, литий) с момента возникновения Вселенной или были созданы в различных звездах. Некоторые элементы образовались в результате взрыва сверхновых, но другие были образованы в других типах литейных заводов по производству звездных элементов.

Около 4,5 млрд лет назад формируется Земля. Я использую слово «бытие», поскольку, хотя большая часть уже существует, процесс все еще продолжается, метеориты и другие виды материалов продолжают падать на Землю, но есть и атомы, покидающие Землю. Однако большинство атомов, образующих Землю, существуют уже не менее 4 миллиардов лет.

Сейчас любой организм буквально строит себя из этих атомов. Не только во время роста, но и на самом деле все атомы постоянно заменяются в процессе поддержания, что является одной из причин, почему взрослым все еще нужно есть, мы постоянно теряем атомы и, таким образом, продолжаем заменять их новыми.

Поскольку некоторые из атомов появились совсем недавно, некоторые из наших атомов могли оказаться в открытом космосе совсем недавно, на прошлой неделе, но большинство из них долгое время были частью Земли, а атомы в наших телах побывали во многих других организмах. . Они были у бактерий, динозавров, деревьев, грибов, рыб, картофеля, трилобитов, салата и многих других.

Некоторые из наших атомов находятся в океанах с тех пор, как они образовались; другие были заперты в камне на миллиарды лет, прежде чем оказались в наших телах. И поскольку они временно находятся в нас, на следующей неделе они могут оказаться в растении, а на следующей — в черепахе.

Поскольку атомы не создаются и не разрушаются, мы можем быть сделаны из чего угодно. Не только частицы, которые раньше были звездами, но и просто частицы воздуха, кислорода, которым мы дышим, атмосферы. Поскольку мы созданы из сперматозоида и яйцеклетки двух людей, мы содержим молекулы их тел. Это очень интересное обсуждение.

Возможно, я не слишком концептуален для вас, но верите ли вы, что звезды состоят из водорода (и гелия тоже). Водород входит в состав всех органических соединений. Мы, люди, состоим из миллиардов органических соединений, которые, в свою очередь, содержат углерод, водород и кислород в качестве основного элемента, а также другие соединения, такие как сера, фосфор и другие жиры. И я думаю, студент-биолог расскажет вам яснее, что содержит сперма и что и чем эти элементы напоминают тех, кто находится в Звездах.

Когда звезда коллапсирует, она высвобождает такие элементы, как углерод, железо и т. д., о которых, возможно, вы говорите. Таким образом, эта сперма состоит из тех же элементов, которые были у Звезды во время ее смерти (хорошо, не смерть, возможно, вы знаете лучшее слово для термина «конечный период звезды»).

Однако это не означает, что эти атомы на самом деле точно такие же или те самые, что были в Звездах много лет назад. Такой теории не было.

Что содержит Star и что он освобождает: http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20080908195830AA5Iheb

Я скажу, полагаю, с опозданием на два года (смеется), что на истинно научной основе мы не можем фактически сказать да или нет на этот вопрос. Вам дали превосходные теории по этому вопросу, но для того, чтобы ответить на этот вопрос, нужно задокументировать и проследить жизнь одного-единственного атома, как он становится тем, чем он становится, и проследить его весь путь до его существования в человеческое тело... Чего мы не можем сделать в настоящее время. Возможно, однажды? :) Но пока нет.

Я рассматривал этот вопрос тысячи раз, но вы всегда должны искать основу того, что является фактом. Факт является поддающимся проверке наблюдением, и поскольку никто не отслеживал и не был свидетелем того, как атом сверхновой попадает в человеческое тело, никто не может просто ответить «да» или «нет». Даже не «да, в основном».

Скорее всего, они одинаковы в той или иной форме, но это с использованием слова «шансы». Вы задали отличный вопрос... Но на него нельзя ответить и, вероятно, не будет при нашей жизни.