Sprit i rummet:hvordan universet absolut drukner i de hårde ting

En kold øl på en varm dag eller en whisky -natdåse ved siden af ​​en kulbrand. Et velfortjent glas kan løsne din tankegang, indtil du føler dig i stand til at gennembore livets mysterier, død, kærlighed og identitet. I øjeblikke som disse, alkohol og det kosmiske kan virke tæt sammenflettet.

Så det burde måske ikke komme som en overraskelse, at universet er fyldt med alkohol. I den gas, der optager rummet mellem stjernerne, de hårde ting er næsten altomfattende. Hvad laver den der? Er det på tide at sende nogle store raketter ud for at begynde at samle den?

De kemiske elementer omkring os afspejler universets historie og stjernerne i det. Kort efter Big Bang, protoner blev dannet under udvidelsen, køleunivers. Protoner er kernerne i hydrogenatomer og byggesten til kernerne i alle de andre grundstoffer.

Disse er for det meste blevet fremstillet siden Big Bang gennem atomreaktioner i de varme tætte kerner af stjerner. Tungere elementer som bly eller guld fremstilles kun i sjældne massive stjerner eller utroligt eksplosive begivenheder.

Lettere som kulstof og ilt syntetiseres i livscyklussen for rigtig mange almindelige stjerner - inklusive vores egen sol til sidst. Ligesom brint, de er blandt de mest almindelige i universet. I de store rum mellem stjernerne, typisk er 88% af atomer hydrogen, 10% er helium, og de resterende 2% er hovedsageligt kulstof og ilt.

Hvilket er en god nyhed for sprutentusiaster. Hvert ethanolmolekyle, alkoholen, der giver os så meget glæde, indeholder ni atomer:to kulstof, en ilt og seks brint. Derfor det kemiske symbol C₂H₆O. Det er som om universet med vilje omdannede sig til et monumentalt destilleri.

Interstellar forgiftning

Mellemrummene mellem stjerner er kendt som det interstellare medium. Den berømte Orion -stjernetåge er måske det mest kendte eksempel. Det er det nærmeste stjernedannelsesområde til Jorden og synligt for det blotte øje - omend stadig mere end 1, 300 lysår væk.

Selvom vi har en tendens til at fokusere på de farverige dele af stjernetåger som Orion, hvor stjerner dukker op, det er ikke her alkoholen kommer fra. Fremvoksende stjerner producerer intens ultraviolet stråling, som ødelægger nærliggende molekyler og gør det sværere for nye stoffer at danne.

I stedet skal du se på de dele af det interstellare medium, der for astronomer fremstår som mørke og overskyede, og kun svagt belyst af fjerne stjerner. Gassen i disse rum er ekstremt kold, lidt mindre end -260 ℃, eller cirka 10 ℃ over det absolutte nul. Dette gør det meget trægt.

Det er også fantastisk bredt spredt. Ved havets overflade på jorden, ved mine beregninger er der omtrent 3x10 ²⁵ molekyler pr. kubikmeter luft - det er en tre efterfulgt af 25 nuller, et enormt stort antal. I passagerstrålehøjde, omkring 36, 000 fod, densiteten af ​​molekyler er omkring en tredjedel af denne værdi - sig 1x10 ²⁵ . Vi ville kæmpe for at trække vejret uden for flyet, men det er stadig ret meget gas i absolutte tal.

Sammenlign nu dette med de mørke dele af det interstellare medium, hvor der typisk er 100, 000, 000, 000 partikler pr. Kubikmeter eller 1x10 ¹¹ , og ofte meget mindre end endda det. Disse atomer kommer sjældent tæt nok til at interagere. Men når de gør det, de kan danne molekyler, der er mindre tilbøjelige til at blive sprængt i stykker ved yderligere højhastighedskollisioner, end når det samme sker på Jorden.

Hvis et carbonatom møder et hydrogenatom, for eksempel, de kan hænge sammen som et molekyle kaldet methylidyne (kemisk symbol CH). Methylidyne er meget reaktiv og ødelægges derfor hurtigt på Jorden, men det er almindeligt i det interstellare medium.

Enkle molekyler som disse er mere frie til at støde på andre molekyler og atomer og langsomt opbygge mere komplekse stoffer. Nogle gange vil molekyler blive ødelagt af ultraviolet lys fra fjerne stjerner, men dette lys kan også gøre partikler til lidt forskellige versioner af sig selv kaldet ioner, derved langsomt at udvide rækkevidden af ​​molekyler, der kan dannes.

Sod og brandvand

At lave et ni-atom molekyle som ethanol under disse kølige og svage forhold kan stadig tage ekstremt lang tid-bestemt meget længere end de syv dage, du kan fermentere hjemmebrygget på loftet, endsige den tid, det tager at gå til vinbutikken.

Men der er hjælp ved hånden fra andre simple organiske molekyler, som begynder at klæbe sammen for at danne støvkorn, noget som sod. På overfladerne af disse korn, kemiske reaktioner finder sted meget hurtigere, fordi molekylerne bliver holdt i nærheden af ​​dem.

Det er derfor seje sodede områder, fremtidens potentielle stjernefødselssteder, der tilskynder komplekse molekyler til at dukke op hurtigere. Vi kan se fra de forskellige partiklers særprægede linjer i disse områder, at der er vand, carbondioxid, metan og ammoniak - men også masser af ethanol.

Når jeg nu siger rigeligt, du skal huske på universets storhed. Og vi taler stadig kun om cirka en ud af hver 10 meter atomer og molekyler. Antag, at du kunne rejse gennem det interstellare rum med et halvliter glas, kun at øse alkohol, mens du bevægede dig. For at samle nok til en halvliter øl skulle du rejse omkring en halv million lysår - meget længere end størrelsen på vores Mælkevej.

Kort sagt, der er ufatteligt store mængder alkohol i det ydre rum. Men da det er spredt over virkelig enorme afstande, drikkevarevirksomhederne kan hvile let. Det bliver en kold dag på solen, før vi finder ud af, hvordan vi samler noget af det, Det er jeg ked af at sige.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.