Astronomia

Os átomos no corpo humano realmente vêm de estrelas?

Os átomos no corpo humano realmente vêm de estrelas?



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Acho que não sou a única a ver vídeos sobre que nós (humanos) somos feitos dos mesmos átomos que um dia foram nas estrelas. Em outras palavras, alguns átomos em nossos corpos são de estrelas que explodiram bilhões de anos atrás.

Eu me pergunto se isso é mesmo verdade. Quero dizer, a vida humana começa quando o espermatozóide fertiliza o óvulo. Agora, esse espermatozóide ou óvulo contém, de fato, alguns dos átomos exatos dessas estrelas?

Eu conheço uma pergunta um pouco estranha, mas seria interessante ouvir se é mesmo verdade, que os átomos em nosso corpo são os mesmos que um dia foram nas estrelas.

Caso você esteja se perguntando, esse é o vídeo de que estou falando: http://www.youtube.com/watch?v=9D05ej8u-gU


Quando os primeiros átomos surgiram no universo primitivo, eram principalmente hidrogênio (os menores átomos que existem) e um pouco de hélio. Em todo o universo, esses átomos se amontoaram sob a gravidade até que a pressão e a temperatura se tornaram tão altas que os átomos de hidrogênio se fundiram para formar elementos mais pesados. A reação é a fusão nuclear, e é o motor de todas as estrelas. Primeiro, o hidrogênio se funde para formar o hélio e, em seguida, em uma cascata, os átomos de hélio se fundem para formar elementos mais pesados.

Muitas estrelas morrem como uma supernova, sem dúvida as explosões mais violentas do universo. A supernova que era apenas uma estrela torna-se tão brilhante quanto a galáxia completa da qual faz parte. Lembre-se de que essa galáxia normalmente consiste em 100 bilhões de estrelas.

Durante a explosão da supernova, todos os elementos, desde o hélio até os elementos mais pesados, são lançados no espaço. Mais tarde, eles se aglutinarão para formar planetas em torno de novas estrelas. Então, de fato, tudo em que a Terra consiste vem dessa estrela em explosão.

E o próximo passo é a vida. Uma única célula consiste principalmente de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, todos vindos da terra. Por exemplo, uma planta obtém esses elementos do solo e do ar, e nós, animais, os obtemos das plantas. Assim, os elementos do solo, que vieram das estrelas, acabam em cada uma de nossas células.


Posso não ser muito conceitual para você, mas você acredita que as estrelas são feitas de hidrogênio (e hélio também)? O hidrogênio faz parte de todos os compostos orgânicos. Nós, humanos, somos formados por bilhões de compostos orgânicos, que por sua vez contêm Carbono, Hidrogênio e Oxigênio como seu elemento básico e outros compostos como Enxofre, Fósforo e outras gorduras. E eu acho que um estudante de biologia diria mais claramente o que um espermatozóide contém, o que e como esses elementos se parecem com aqueles que estão nas Estrelas.

Quando uma estrela entra em colapso, ela libera elementos como carbono, ferro etc. Do qual talvez você esteja falando. Portanto, esse esperma consiste nos mesmos elementos que a estrela tinha no momento de sua morte (bem, não morte, você pode saber uma palavra melhor para o período final da estrela).

No entanto, não faz sentido que esses átomos sejam exatamente os mesmos ou os reais que existiam nas Estrelas há muitos anos. Nenhuma tal teoria foi fornecida.

O que Star contém e o que ele libera: http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20080908195830AA5Iheb


Pense nisso desta forma, existem duas opções sobre como a vida começou na terra: abiogênese (a vida começou na terra) e panspermia (a vida começou em outro lugar e de algo como o impacto de um meteoro continuou a evoluir na terra), pelo menos essas são os que são mais dominantes do que outras teorias. De qualquer maneira, se a vida começou a evoluir na terra a partir de matéria que existia na terra, então é adequado que qualquer vida que tenha evoluído aqui contenha os mesmos materiais que a terra, e a terra se originou de outras origens, poeira e detritos que existiam cerca de 4,5 bilhões de anos atrás coisa para a segunda teoria que mencionei. Então, eu sugiro ler mais sobre abiogênese e panspermia. Isso pode satisfazer sua curiosidade e responder sua pergunta.


Seu corpo possui hidrogênio e elementos mais pesados.

A maior parte do hidrogênio em seu corpo (na verdade a maior parte) é hidrogênio primitivo das origens do Universo. O mesmo aconteceria com o Hélio, mas não o temos (quase nenhum) em nossos corpos.

Para todos os outros elementos, sim, eles vêm (na verdade, a maioria deles) de uma estrela.

A sequência é aproximadamente a seguinte:

Quando o Universo era jovem, nossa Galáxia era jovem: era uma nuvem feita de Hidrogênio e Hélio. Então, algumas estrelas (chamadas estrelas de População III) nasceram e começaram a queimar hidrogênio em hélio, e nos últimos estágios de suas vidas eles queimaram hélio em elementos mais pesados ​​como carbono, nitrogênio, até quantidades muito pequenas de ferro (o mais estável elemento), e além disso até o urânio.

Dependendo de sua massa, é claro. A menor dessas estrelas pode ainda estar ao nosso redor, e as maiores explodiram, enviando esses novos elementos para o meio galáctico (também conhecido como interestelar).

Então, a partir do meio agora enriquecido, novas estrelas nasceram (chamadas estrelas de Pupulation II). Esses, é claro, tinham muito hidrogênio e hélio, mas também tinham alguns dos elementos mais pesados. Por sua vez, alguns deles ainda são observáveis ​​(os menores, que duram mais) e alguns deles explodiram (os maiores, que queimam mais rápido).

Essa segunda onda de explosões estelares enriqueceu mais o meio interestelar (meio galáctico) para que uma nova geração de estrelas pudesse nascer. Elas são conhecidas como estrelas de Pupullation I. Nosso Sol é um deles.

Mas nem toda a massa da nuvem que formou nosso Sol foi para o Sol. Alguns se constituíram nos planetas, e assim, nós mesmos.

Portanto, os átomos em nossos corpos vêm da nuvem pré-planetária, que consistia em hidrogênio original enriquecido por explosões de Popullation III e Popullation II.

Observação: devido a reações químicas, os elétrons nos átomos não precisam ser os mesmos que eram quando foram ejetados pelas estrelas, mas os núcleos são.


Acredita-se que quase todos os núcleos de hidrogênio (prótons), alguns núcleos atômicos de hélio e traços de núcleos de lítio tenham se formado no início do universo, após o big bang. Acredita-se que quase todos os outros núcleos atômicos se formaram nas estrelas ou decaíram dos núcleos atômicos, que se formaram nas estrelas. Uma pequena fração se forma por colisões de alta energia com os raios cósmicos.

Os elétrons do casco dos átomos em partes formadas durante o big bang, parte deles passam a existir, quando os nêutrons se decompõem em prótons. Esses nêutrons podem ter sido nêutrons livres ou nêutrons ligados a núcleos atômicos instáveis.

Conseqüentemente, nosso corpo não contém exatamente os mesmos átomos que se formaram nas estrelas. Mas sem estrelas, a maioria dos átomos além do hidrogênio em nosso corpo não existiria.

Nosso corpo contém muitos dos mesmos núcleos atômicos, como eles se formaram nas estrelas, não exatamente os mesmos átomos / íons.

Para ser um pouco mais preciso: nosso corpo não contém muitos átomos livres, mas principalmente moléculas e íons.


Os elementos químicos em nossos corpos são herdados da Terra. A Terra foi formada em um disco de gás e poeira girando em torno do protosun há 4,5 bilhões de anos. O material que formou a Terra foi uma seleção do material daquela nebulosa protoestelar que já foi parte de uma nuvem molecular maior.

Os átomos em nosso corpo já fizeram parte dessa nuvem molecular, então precisamos entender como eles chegaram lá.

Após os primeiros dez minutos ou mais, o universo continha principalmente hidrogênio, hélio e alguns traços de lítio, deutério e trítio - e isso é tudo. Sem oxigênio, ferro, carbono etc.

Quase todos os elementos químicos mais pesados ​​são feitos dentro das estrelas. Poderíamos parar por aí - os átomos de carbono, oxigênio, cálcio etc. em nossos corpos devo foram feitos em estrelas e, uma vez que esses átomos / núcleos são estáveis, eles devem sobreviver inalterados (você poderia argumentar se seus elétrons são trocados em reações químicas etc., mas como os elétrons são indistinguíveis, isso pouco importa).

Mas como eles entram em uma nuvem molecular e que tipo de estrelas fazem esses elementos? Algumas respostas identificam corretamente estrelas massivas que explodem como supernovas tão importantes. Mas eles não são de forma alguma o único contribuidor, ou mesmo o contribuidor mais importante para alguns elementos.

Se considerarmos o carbono e o nitrogênio, eles são fabricados em reações nucleares dentro de estrelas com um pouco menos de massa solar durante os estágios de ramificação horizontal e ramificação gigante assintótica. Essas estrelas podem ser menos massivas e produzir menos C e N do que estrelas massivas, mas há muito mais delas. O material central é misturado à superfície durante os pulsos térmicos e o envelope externo, enriquecido em uma variedade de elementos químicos, é gradualmente perdido no espaço por meio de um vento lento. Esta é a principal fonte de carbono, nitrogênio, flúor, lítio e uma série de elementos pesados ​​- Ba, La, Zr, Sr, Pb e muitos outros - produzidos no processo s. Cerca de 50% dos elementos mais pesados ​​que o ferro são feitos no processo s, que pode ocorrer tanto em estrelas massivas que explodem (principalmente isótopos com $ A <90 $) quanto nas estrelas AGB menos massivas com ventos lentos e massivos (elementos acima para chumbo e bismuto).

Ferro, níquel e muitos outros elementos, como enxofre e silício, também são produzidos durante as supernovas do tipo Ia. Esta é a detonação de uma anã branca, o estágio final de uma estrela de baixa massa, após a transferência de massa ou fusão. Explosões de novas leves causadas pela ignição de material agregado em uma anã branca também enriquecem o meio interestelar.

Todos esses processos diferentes produzem padrões distintos de abundância de elementos.

O material enriquecido é varrido por explosões de supernovas vizinhas, por interações com braços espirais e outras nuvens moleculares. Ele esfria, condensa e se desintegra para formar uma nova geração de estrelas.

A análise dos "grãos presolares" encontrados dentro dos meteoritos nos diz do que nosso sistema solar se formou. Essas análises nos dizem que todos os processos acima foram importantes na formação dos elementos químicos que compõem a Terra e, portanto, aqueles em nossos corpos.

[Mais detalhes sobre a produção de elementos mais pesados ​​que o ferro (incluindo supernovas, estrelas AGB de baixa massa, estrelas de nêutrons em colisão, etc.) podem ser encontrados na minha resposta de Física SE a esta pergunta. ]


Eu direi, com dois anos de atraso, suponho, (risos) que em uma base científica verdadeira, não podemos dizer sim ou não de fato à pergunta. Você recebeu excelentes teorias sobre o assunto, mas para responder a essa pergunta, seria necessário documentar e seguir a vida de um único átomo, como ele se torna o que se torna, e rastreá-lo até sua existência em um corpo humano ... o que não podemos fazer neste momento. Talvez um dia? :) Mas ainda não.

A questão é que eu examinei milhares de vezes, mas você deve sempre olhar para a base do que é fato. O fato é uma observação verificável e como ninguém rastreou e testemunhou um átomo de uma supernova chegar ao corpo humano, ninguém pode simplesmente responder 'sim' ou 'não'. Nem mesmo um 'sim, principalmente'.

As probabilidades são de que sejam iguais de uma forma ou de outra, mas isso é usando a palavra 'probabilidades'. Você fez uma pergunta excelente ... Mas não pode ser respondida e provavelmente não será em nossa vida.


Sim, todos os átomos em qualquer organismo, e na verdade toda a Terra, existem há cerca de 13,8 bilhões de anos (hidrogênio, hélio, lítio), desde o início do Universo, ou foram feitos em várias estrelas. Alguns elementos foram formados em supernovas, mas outros foram formados em outros tipos de fundições de elementos estelares.

Há cerca de 4,5 bilhões de anos, a Terra está se formando. Eu uso 'ser' porque, embora a maioria já esteja no lugar, o processo ainda está em andamento, meteoritos e outros tipos de material continuam caindo na Terra, mas também há átomos deixando a Terra. A maioria dos átomos que formam a Terra está aqui há pelo menos 4 bilhões de anos.

Agora, qualquer organismo literalmente se constrói a partir desses átomos. Não apenas durante o crescimento, mas na verdade todos os átomos estão continuamente sendo substituídos em um processo de manutenção, que é uma das razões pelas quais os adultos ainda precisam comer; estamos continuamente perdendo átomos e, portanto, continuamos a substituí-los por novos.

Como alguns dos átomos são recém-chegados, alguns de nossos átomos podem realmente ter estado no espaço sideral na semana passada, mas a maioria fez parte da Terra por um longo tempo, e os átomos em nossos corpos estiveram em muitos outros organismos . Eles estiveram em bactérias, em dinossauros, árvores, cogumelos, peixes, batatas, em trilobitas, alface e inúmeros outros.

Alguns de nossos átomos estão nos oceanos desde que foram formados; outros ficaram presos na rocha por bilhões de anos antes de terminarem em nossos corpos. E já que eles estão apenas temporariamente em nós, eles podem estar em uma planta na próxima semana e em uma tartaruga na próxima.


Como os átomos não são criados nem destruídos, poderíamos ser feitos de qualquer coisa. Não apenas partículas que costumavam ser estrelas, mas apenas partículas no ar, o oxigênio que respiramos, a atmosfera. Como somos criados a partir de um espermatozóide e um óvulo de duas pessoas, contemos moléculas de seus corpos. Esta é uma discussão muito interessante.


Quanto do corpo humano é composto de poeira estelar?

Você já se perguntou de onde veio? Isso é o que está dentro do seu corpo, como seus ossos, órgãos, músculos ... etc. Todas essas coisas são feitas de várias moléculas e átomos. Mas de onde vêm esses pequenos ingredientes? E como eles foram feitos? A resposta a essas perguntas nos levará de volta a um tempo muito atrás, quando o universo era muito diferente do que é agora. No entanto, a física era a mesma.

O universo inicial se expandiu após o big bang por apenas 3 segundos antes de esfriar a um estado em que as partículas subatômicas se reuniram em átomos. Os átomos de hidrogênio se formaram primeiro, pois são o tipo mais simples de átomo. Os átomos de hidrogênio contêm apenas um próton em seu núcleo, o que o torna o número um na tabela periódica dos elementos. Depois que o universo envelheceu um pouco (cerca de 300 milhões de anos), os átomos de hidrogênio começaram a se agrupar sob a força da gravidade. À medida que esses aglomerados aumentavam de tamanho, a pressão no centro aumentava. Quando a temperatura atingiu 15 milhões de graus F, a pressão fez com que o hidrogênio fundisse seus núcleos. Este processo é conhecido como fusão nuclear. Os núcleos carregados positivamente se repelem naturalmente. No entanto, sob altas temperaturas e pressão, os núcleos estão se movendo rápido o suficiente para se quebrar e se fundir. Quando os dois núcleos de prótons dos átomos de hidrogênio se fundem, eles formam um núcleo que consiste em dois prótons. Alguns elétrons também se combinam com prótons para formar nêutrons e neutrinos. Esses nêutrons também se ligam ao núcleo, ajudando-o a permanecer mais estável sob as forças nucleares. Um átomo com dois prótons em seu núcleo é o Hélio. É por isso que o hélio é o número dois na tabela periódica dos elementos. O processo de fusão também libera muita energia na qual parte da massa de hidrogênio se converte em energia luminosa. Esta conversão de massa em energia usa a famosa equação de Einstein: E = mc 2.

Neste ponto, nosso universo tem um monte de grandes aglomerados de hidrogênio se fundindo para criar hélio enquanto libera grandes quantidades de luz. Isso é o que comumente chamamos de estrela! Na verdade, nosso sol está fazendo isso agora, enquanto falamos (ou lemos). À medida que uma estrela envelhece, ela funde o hélio com o hidrogênio para formar o lítio, que possui três prótons em seu núcleo. Dê uma olhada na tabela periódica para ver qual é o número. Este processo de fusão continua a criar núcleos cada vez maiores. O quarto, o quinto e todo o caminho até 26.

Esta é a ideia geral, mas não é exatamente tão fácil. Temos que lembrar que, na verdade, estamos lidando com a física nuclear aqui. Parece uma imagem muito simples, como acabamos de descrever, mas de perto, é na verdade um quebra-cabeça intrincado.

O processo de fusão não cria os elementos em ordem na tabela periódica. Na verdade, o processo muda. E alguns núcleos fundidos decaem em elementos inferiores que foram pulados. A fusão também cria nêutrons que se combinam com átomos para criar isótopos que agem como primos atômicos. No geral, podemos dizer que uma estrela produz todos os elementos até o ferro da tabela periódica por meio do processo de fusão. Os detalhes desse processo são fascinantes, mas nos impedem de responder à pergunta em questão.

O elemento com 26 prótons em seu núcleo é o ferro. Acontece que este é o último elemento criado. Para criar elementos superiores, a fusão requer mais energia do que produz. Mencionamos anteriormente que uma estrela brilha porque os átomos em fusão liberam energia (E = mc 2). No entanto, a quantidade de energia liberada torna-se cada vez menor à medida que os átomos aumentam de tamanho. Eventualmente, no ferro, não há liberação de energia. E para elementos além do ferro, mais energia é necessária para a fusão do que a pressão gravitacional pode fornecer.

Depois que uma estrela cria ferro suficiente, a fusão cessa e o núcleo quente começa a esfriar. Até este ponto, o núcleo quente da estrela em erupção para fora e impedindo a gravidade de colapsar a estrela. Agora que a estrela esfriou, o núcleo não se expande mais e a gravidade colapsa rapidamente a estrela. A estrela implode com energia suficiente para fundir imediatamente alguns dos átomos em elementos superiores como níquel, criptônio, ouro, urânio, ... etc. Esta implosão rápida e violenta libera uma enorme quantidade de energia que explode a estrela. Isso é o que chamamos de supernova! Os astrofísicos ainda não têm certeza sobre os detalhes de como uma supernova explode. Espero que você possa descobrir algum dia!

Os restos explodidos de uma supernova viajam pelo universo apenas para um dia se agrupar com outras partículas de poeira estelar e dar à luz uma nova estrela. Esta é a vida do nosso universo.

Agora que estabelecemos que todos os elementos da tabela periódica, exceto o hidrogênio, são essencialmente poeira estelar, temos que determinar quanto do nosso corpo é composto por essa poeira estelar. Se soubermos quantos átomos de hidrogênio existem em nosso corpo, podemos dizer que o resto é poeira estelar. Nosso corpo é composto de aproximadamente 7x10 27 átomos. São muitos átomos! Experimente escrever esse número em um pedaço de papel: 7 com 27 zeros atrás. Dizemos aproximadamente porque se você arrancar um fio de cabelo ou cutucar o nariz, pode haver um pouco menos. Agora acontece que desses bilhões de bilhões de bilhões de átomos, 4,2x10 27 deles são hidrogênio. Lembre-se de que o hidrogênio é uma grande poeira e não uma poeira estelar. Isso deixa 2,8 x 10 27 átomos de poeira estelar. Portanto, a quantidade de átomos de poeira estelar em nosso corpo é de 40%.

Como os átomos de poeira estelar são os elementos mais pesados, a porcentagem da massa estelar em nosso corpo é muito mais impressionante. A maior parte do hidrogênio em nosso corpo flutua na forma de água. O corpo humano é cerca de 60% de água e o hidrogênio representa apenas 11% dessa massa de água. Embora a água consista em dois átomos de hidrogênio para cada oxigênio, o hidrogênio tem muito menos massa. Podemos concluir que 93% da massa em nosso corpo é poeira estelar. Pense só, há muito tempo alguém pode ter desejado uma estrela da qual você é feito.


Astrofísica revela a origem do corpo humano

No menor nível, o corpo humano é feito de partículas: principalmente núcleos atômicos e elétrons.

Embora existam cerca de 90 elementos que ocorrem naturalmente, eles se originam de uma grande variedade de lugares antes de chegarem à Terra.

O Big Bang quente fornece a origem dos elementos mais leves: hidrogênio e hélio, que ainda constituem 98% do Universo de hoje.

Estrelas que vivem, queimam e morrem fornecem os outros 2%, assumindo a responsabilidade pelas moléculas complexas contidas em nosso Universo.

Estrelas pequenas, como o Sol, fundem elementos leves em outros mais pesados, construindo lentamente o limite superior da tabela periódica ao adicionar nêutrons um de cada vez.

Estrelas maiores terminam suas vidas em supernovas, com seus núcleos entrando em colapso e implodindo, expelindo enormes quantidades de combustível queimado de volta ao Universo.

Enquanto isso, anãs brancas e estrelas de nêutrons se fundem e explodem, enriquecendo o Universo ainda mais.

Graças ao telescópio de raios-X Chandra da NASA, podemos observar quanto de cada elemento pesado vem de recentes explosões de supernova.

Quando se trata do corpo humano, a maior parte do que nos constitui vem de supernovas, não de qualquer outra fonte.

O maior achado? Cada elemento necessário para fazer o DNA é encontrado após a explosão de estrelas.

Mostly Mute Monday conta a história cósmica de um objeto astronômico, imagem ou fenômeno em fotos, imagens e não mais do que 200 palavras.


Jennifer Johnson

& # 8220 agora somos capazes de mapear a abundância de todos os principais elementos encontrados no corpo humano em centenas de milhares de estrelas em nossa Via Láctea. & # 8221

“É uma grande história de interesse humano que agora somos capazes de mapear a abundância de todos os principais elementos encontrados no corpo humano em centenas de milhares de estrelas em nossa Via Láctea”, disse Jennifer Johnson, da Universidade Estadual de Ohio. “Isso nos permite colocar restrições sobre quando e onde em nossa galáxia a vida teve os elementos necessários para evoluir, uma espécie de‘ zona habitável galáctica temporal ’”.

O catálogo de abundâncias químicas a partir do qual esses mapas foram gerados foi divulgado publicamente como parte do lançamento do Décimo Terceiro Dados do SDSS e está disponível gratuitamente online para qualquer pessoa em www.sdss.org.


2

No começo, o universo era extremamente quente. Estava tão quente que originalmente os prótons e nêutrons não eram estáveis ​​e, se se formassem, iriam se quebrar imediatamente em seus quarks constituintes. À medida que o universo se expandia, ele esfriava e, em algum ponto, era frio o suficiente para formar prótons e nêutrons de maneira confiável. O universo primitivo também era extremamente denso, então agora você tem muitos prótons e nêutrons livres se chocando uns com os outros. Eles podiam se combinar brevemente, mas tudo ainda estava tão quente que esses primeiros átomos eram instáveis ​​e simplesmente se separavam.

Depois de expandir / resfriar um pouco mais, de repente prótons e nêutrons podem se ligar nos primeiros átomos estáveis. Se um próton e um nêutron colidissem, eles poderiam se combinar para formar H 2. Se um próton e H 2 colidissem, eles poderiam se combinar para formar He 3. Se H 2 e He 3 colidissem, eles poderiam formar He 4 (enquanto perde um próton extra).

Assim, os primeiros átomos foram formados assim que o universo esfriou, por meio de interações aleatórias, como descrito acima. Este processo é chamado de Nucleosíntese de Big Bang

No entanto, esse processo não foi aberto. Em particular, havia muito poucos átomos formados com peso atômico maior que 4, e virtualmente nenhum átomo formado com peso atômico maior que 7. Isso tem sido chamado de "bloqueio de massa 5".

A razão para o obstáculo é que não há isótopos estáveis ​​de massa atômica 5. Se você pegar um átomo de He 4 e adicionar um próton, obterá um átomo de Li 5, que é altamente radioativo e decai para He 4 quase instantaneamente . Se você pegar He 4 e adicionar um nêutron, terá He 5, que é igualmente instável e decai para He 4.

Assim, a única maneira de obter a massa atômica de 6 e 7 átomos no universo inicial é "pular" os isótopos de massa 5. Isso pode ser feito por meio de reações relativamente mais raras de H 2 e He 4 para formar Li 6, a seguir H 3 e He 4 para formar Li 7, e He 3 e He 4 para formar Be 7.

Há um obstáculo semelhante na massa-8, e os isótopos de massa 6 e 7 no universo primitivo já eram milhares de vezes menos abundantes do que o hidrogênio elementar, de modo que quaisquer isótopos com massa maior que 8 eram produzidos apenas em pequenas quantidades, se fossem foram produzidos em tudo.

Para responder à sua segunda pergunta, & quotComo sabemos isso? & Quot A resposta básica é que o modelo acima parece correto, mas está incompleto. As reações fornecidas acima ocorrem com diferentes probabilidades, e podemos testar essas probabilidades experimentalmente no laboratório. Isso é uma física nuclear bem compreendida. Então, dadas essas probabilidades, podemos usar o modelo acima para fazer previsões sobre a abundância relativa de elementos que devemos observar no universo. Em particular, podemos olhar os espectros de outras estrelas para determinar suas proporções relativas de hidrogênio, hélio e lítio.

Para qualquer um de vocês, geeks de cosmologia, este é um resultado muito legal. A Nucleossíntese do Big Bang ocorreu apenas cerca de 10-20 segundos após o Big Bang, após o qual o universo estava muito frio para a fusão espontânea ocorrer, então essas proporções são consideradas relativamente congeladas naquele ponto. As observações da abundância elementar nas estrelas nos dão um instantâneo do universo primitivo de 20 segundos após o Big Bang. Em contraste, o universo só se tornou transparente cerca de 380.000 anos após o Big Bang, então esta é uma maneira pela qual os cientistas foram capazes de olhar para trás, além da transição de transparência e do tão alardeado Cosmic Microwave Background (CMB).

Os resultados de tais observações são que as proporções de hidrogênio e hélio são exatamente as esperadas. No entanto, os valores que observamos para o lítio são muito mais baixos do que o esperado. Isso é conhecido como "problema do lítio" em cosmologia, e há muitas hipóteses quanto à causa, mas até agora não há resultados conclusivos. Pode ser que o modelo acima esteja correto, mas algum efeito secundário consumiu muito lítio no início do universo, ou pode ser que o modelo acima esteja de alguma forma incorreto, embora seja & # x27s baseado em um sólido conhecimento moderno de física nuclear .


Somos feitos de estrelas: uma olhada nas cinzas humanas sob um microscópio de alta potência

Tudo mudou para Gabriela Reyes Fuchs no dia em que recebeu aquele telefonema do pai. Médico que salvou muitas vidas durante sua longa e bem-sucedida carreira, agora sua própria vida estava em jogo. Ele tinha sido diagnosticado com leucemia e as coisas não pareciam bem. Gabriela desligou e pegou um voo para o México, onde ele morava.

Seis dias depois, seu pai morreu.

Ela assistiu a cena diante dela enquanto ele estava deitado em uma bolsa preta, pronto para ser fechado. Ela ficou perplexa. Como pode ser isso? Como a vida poderia ser assim ...final?

Uma fotógrafa que sempre entendeu o mundo visualmente, ela não conseguia afastar um pensamento que sabia que era loucura, mas não questionou nenhuma vez - ela precisava ver suas cinzas sob um microscópio.

Gabriela foi a uma prestigiosa universidade próxima e pediu aos cientistas que lhe dessem acesso ao laboratório. Eles explicaram a ela que cinzas humanas foram analisadas em microscópios por um longo tempo, e as imagens resultantes eram simplesmente pretas, brancas e cinza. Um dos cientistas disse a Gabriela que, se ela não acreditasse, poderia dar uma olhada por si mesma.

Usando um microscópio novo de alta potência, ela colocou a lâmina que fez com as cinzas de seu pai sob a lente e se abaixou para olhar pela ocular.

De repente, sua dor se transformou em paz.

Isso não estava morto. Foi o universo. Era como um telescópio apontado para o céu noturno. Em vez de meras cinzas humanas, ela viu uma nebulosa multicolorida que lembrava imagens tiradas pelo telescópio Hubble.

Uma amplitude turquesa iluminou a expansão, enquanto uma chuva de meteoros roxa iluminou um aglomerado de planetas à distância. Nuvens de claridade e escuridão abundavam, pontilhadas por estrelas emitindo luzes laranja, verdes, vermelhas e azuis. Olhando para seu pai, que ela pensava ter morrido, ela agora entendia sua perda de uma maneira completamente nova.

“Todas as minhas percepções da realidade, da vida e da morte, foram instantaneamente destruídas”, disse Gabriela em sua palestra TEDx de 2018. “Era como flutuar no espaço, mas ao mesmo tempo ser aquele espaço expansivo. Todo o medo desapareceu. Não senti separação de nada. ”

Este não era apenas um caso das cinzas de seu pai, também. Todas as cinzas humanas são agora conhecidas por se assemelharem ao universo expansivo, bonito, multicolorido, cheio de estrelas.

E isso não é apenas coisa de artistas e gurus espirituais.

Em 2017, um estudo com 150.000 estrelas provou que os humanos e nossa galáxia têm 97% do mesmo tipo de átomos. Embora estejam em desacordo há milênios, talvez a ciência e a espiritualidade tenham mais em comum do que aparenta - afinal, a origem da humanidade é, na verdade, os céus.

Sua vida pode ser rastreada até 13,8 bilhões de anos atrás, quando o universo começou com o Big Bang. Em um segundo, ele esfriou o suficiente para a formação de partículas. Em algumas centenas de milhares de anos, essas partículas se combinaram para formar os primeiros átomos simples - hidrogênio e hélio. Por mais algumas centenas de milhares de anos, a gravidade criou gases em turbilhão que formaram grandes discos, e as primeiras estrelas nasceram. A partir desse momento, estrelas primordiais apareceram na casa dos bilhões e lançaram a primeira luz sobre o universo. Dentro de seus núcleos de hélio, novos elementos foram criados. Pela primeira vez, enormes quantidades de oxigênio, carbono e nitrogênio foram fundidas à existência - é exatamente disso que o seu corpo humano é feito.

Como seus descendentes humanos, todas as estrelas eventualmente chegam ao fim porque não há energia suficiente para sustentá-las. Então eles entram em colapso e explodem. 13 bilhões de anos atrás, a morte da primeira geração de estrelas massivas espalhou novos elementos atômicos no vazio. Agora, pela primeira vez, o universo continha tudo o que era necessário para a existência de vida. A morte deles deu a você vida.

Você é literalmente feito de poeira estelar.

O astrofísico Karel Schrijver, pesquisador sênior do Laboratório de Astrofísica e Solar Lockheed Martin, e sua esposa, Iris Schrijver, professora de patologia da Universidade de Stanford, escreveram sobre isso em seu livro Living With the Stars: How the Human Body Is Connected to the Ciclos de vida da Terra, dos planetas e das estrelas.

“Todo o material em nossos corpos se origina dessa poeira estelar residual”, diz Iris, “e ela chega até as plantas e daí para os nutrientes de que precisamos para tudo o que fazemos - pensar, mover, crescer”.

Quando Gabriela se abaixou para examinar a ocular fria de metal do microscópio e viu o corpo do pai como era antes, o que isso lhe disse sobre a verdadeira natureza da perda? Se, depois de morrermos, retornarmos ao nosso estado mais fundamental, será que nada - e ninguém - está realmente perdido?

Carl Sagan disse a famosa frase “Somos uma forma de o universo se conhecer. Alguma parte do nosso ser sabe que é daí que viemos. Desejamos voltar. E podemos, porque o cosmos também está dentro de nós. Somos feitos de estrelas. ”

Não muito tempo atrás, fui convidado no The Today Show para falar sobre um ensaio que escrevi no Medium sobre quase morrer e como me senti. Quando me sentei em frente ao famoso meteorologista que se tornou o apresentador do Today Show, Al Roker, e ele me pediu para descrever minha experiência, algo me dominou. Eu tinha meus pontos de fala prontos para recitar, mas naquele momento - na TV ao vivo para 2 milhões de telespectadores - de repente olhei para ele e disse simplesmente: “estava o tempo”. Veja, quando quase morri, o que vi diante de mim, e simultaneamente me senti parte, foram as nuvens, o vento, o sol e a chuva. Quando meu corpo começou a se desligar e minha respiração se dissipou, me experimentei como o cosmos, assim como Gabriela viu que seu pai havia se tornado.

Se você olhar de perto, nosso mundo físico revela o que intuitivamente sabemos e profundamente desejamos na vida e na perda. After almost dying, I poured through hundreds of scientific studies — ecology, biology, astronomy, physics — and I kept finding this connection, again and again. It seems as though the more science advances, the more our connection to “something greater” makes itself apparent.

Gabriela will never get her Father back, as she knew him. Losing someone you love is undeniably painful, and wrenching, and chronic. But love transcends our own needs. Love — true love — means wanting to know those you lost are not lost. That they are not alone. That they made their way to somewhere…greater.

Isn’t it most telling that we lose so much magic in the journey from childhood to adulthood, yet we never lose our wonder in looking up at the stars?


Before fusion was understood, how did astronomers explain how stars worked?

I am mostly talking about the last few hundred years, once it was accepted fact that the stars weren’t just lights on a giant moving sphere.

Were there theories as to what caused the sun and other stars to shine? We now understand that fusion is the primary method of energy production, but it wasn’t known until the 20th century.

"Where the sun's energy comes from" is only an issue if you understand that energy can't just appear out of nowhere, that energy must be conserved. And the whole concept of conservation of energy is a relatively recent discovery, too. Scientists were only starting to grapple with the core issues of energy conservation in the early 1800s, formalized, in part, in an 1837 paper by Karl Mohr, and generally accepted by scientists by the end of the 1840s. Hans Bethe proposed stellar fusion in 1939. Arthur Eddington proposed hydrogen fusion in 1920. (Thanks, u/EZ-PEAS) So you only had a narrow window of time, less than 100 80 years total, where people seriously understood that the sun's energy had to come from something, but couldn't explain exactly what that something was.

BUT, for that 70-80 year period, the sun was indeed a big "problem", as it seemed to violate (or even flaunt) the idea of energy conservation.

The German scientist Julius von Meyer was the first to really tackle it. He started with the idea that the sun was made of combustible fuel and oxygen, but quickly figured that the sun would run out of material far too quickly. He then published in 1848 that, absent a source of new energy, the sun should cool off completely after 5,000 years. Since this clearly wasn't actually happening, he proposed that the surface of the sun was constantly being bombarded by asteroids and comets, and that the gravitational-turned-heat energy of these frequent collisions was keeping the sun hot and luminous.

Meyer's ideas were independently developed by several other contemporary scientists, but none of them were taken very seriously (or at least not for very long).

A much better hypothesis, and one that was actually very slightly correct, was first proposed by Hermann von Helmholtz. In 1854, Helmholz (who had himself done a lot of work establishing the conservation of force/energy in the 1840s) suggested that gravitational contraction was the mechanism keeping the sun hot. As the sun cooled, it would shrink, which would increase pressure internally, which would in turn release more heat. This theory was built upon by William Thomson, 1st Baron Kelvin (for whom the "kelvin" SI unit is named), originally a fan of the "falling asteroids" theory. Thompson believed the sun was first heated by a bunch of asteroid collisions, and then kept hot by continuing thermal contractions. Between the two, the estimate was that the sun had been around for about 20 million years, and probably had a good 5 or 6 million years left in it.

(This is "slightly correct" in that cooling-driven contraction of large bodies faz release heat. Jupiter and Saturn both radiate more heat than they receive from the Sun because of this same mechanism. It's just not what has kept the sun so blazing hot for billions of years.)

This gravitational thermal contraction theory bothered a lot of scientists, because it meant the sun was not very old (and thus, Earth was not very old) and also meant that the sun might not have very much longer to live. Darwin, for example, was troubled because if the sun was only 20-some million years old, the Earth might not be old enough for his "evolution by natural selection" to have taken place. Geologists were convinced the earth must be at least 100 million years old, and nobody could square this observation with the apparent young age of the sun. Also, the thermal contraction theory required the sun to be constantly shrinking, but nobody had detected a measurable change in the sun's size.

By the muito end of the 1800s, radioactivity was catching scientists' attention, and the final pre-fusion model of the sun's energy, popular in the early 1900s, was that the sun was made—at least partly—of radioactive material like radium. It only needed a small amount of radioactive material to be as hot and bright as it was, and there was clearly a lot of helium in the sun (based on spectral line observations). and helium was a known byproduct of radioactive alpha decay. This seemed like a slam dunk for about a minute, and then problems immediately started cropping up. But it was enough to carry scientists limping along until Eddington proposed, and Bethe later explained in Nobel-winning detail, fusion as the engine of all the sun's observed heat and light, which, with some refinement, brings us into our present understanding of how the sun works.


Human body contains 97 percent stardust like stars

Houston: Ninety-seven per cent of the human body consists of stardust, claim scientists who have measured the distribution of essential elements of life in over 150,000 stars in the Milky Way galaxy.

The six most common elements of life on Earth - including more than 97 per cent of the mass of a human body - are carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, sulphur and phosphorus. It is an undeniable fact that most of the essential elements of life are made in stars, researchers said. "For the first time, we can now study the distribution of elements across our Galaxy," said Sten Hasselquist of New
Mexico State University in the US.

"The elements we measure include the atoms that make up 97 per cent of the mass of the human body," Hasselquist said. The new results come from a catalogue of more than 150,000 stars for each star, it includes the amount of each of almost two dozen chemical elements.The new catalogue includes all of the "CHNOPS elements" - carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, phosphorous, and sulphur - known to be the building blocks of all life on Earth.

This is the first time that measurements of all of the CHNOPS elements have been made for such a large number of stars. Researchers used spectroscopy to make measurements. Astronomers in the Sloan Digital Sky Survey have made
these observations using the APOGEE (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment) spectrograph on the 2.5 metre Sloan Foundation Telescope at Apache Point Observatory in New Mexico.

This instrument collects light in the near-infrared part of the electromagnetic spectrum and disperses it, like a prism, to reveal signatures of different elements in the atmospheres of stars. A fraction of the almost 200,000 stars surveyed by APOGEE overlap with the sample of stars targeted by the NASA Kepler mission, which was designed to find potentially Earth-like planets.

"By working in the infrared part of the spectrum, APOGEE can see stars across much more of the Milky Way than if it were trying to observe in visible light," said Jon Holtzman of New Mexico State University. "Infrared light passes through the interstellar dust, and APOGEE helps us observe a broad range of wavelengths in
detail, so we can measure the patterns created by dozens of different elements," said Holtzman.

Many of the atoms which make up your body were created sometime in the distant past inside of stars, and those atoms have made long journeys from those ancient stars to us. While humans are 65 per cent oxygen by mass, oxygen makes up less than one per of the mass of all of elements in space. Stars are mostly hydrogen, but small amounts of heavier elements such as oxygen can be detected in the spectra of stars.

With these new results, APOGEE has found more of these heavier elements in the inner galaxy. Stars in the inner galaxy are also older, so this means more of the elements of life were synthesised earlier in the inner parts of the Galaxy than in the outer parts.


The particle physics of you

Not only are we made of fundamental particles, we also produce them and are constantly bombarded by them throughout the day.

Fourteen billion years ago, when the hot, dense speck that was our universe quickly expanded, all of the matter and antimatter that existed should have annihilated and left us nothing but energy. And yet, a small amount of matter survived.

We ended up with a world filled with particles. And not just any particles&mdashparticles whose masses and charges were just precise enough to allow human life. Here are a few facts about the particle physics of you that will get your electrons jumping.

The particles we&rsquore made of

About 99 percent of your body is made up of atoms of hydrogen, carbon, nitrogen and oxygen. You also contain much smaller amounts of the other elements that are essential for life.

While most of the cells in your body regenerate every seven to 15 years, many of the particles that make up those cells have actually existed for millions of millennia. The hydrogen atoms in you were produced in the big bang, and the carbon, nitrogen and oxygen atoms were made in burning stars. The very heavy elements in you were made in exploding stars.

The size of an atom is governed by the average location of its electrons. Nuclei are around 100,000 times smaller than the atoms they&rsquore housed in. If the nucleus were the size of a peanut, the atom would be about the size of a baseball stadium. If we lost all the dead space inside our atoms, we would each be able to fit into a particle of lead dust, and the entire human race would fit into the volume of a sugar cube.

As you might guess, these spaced-out particles make up only a tiny portion of your mass. The protons and neutrons inside of an atom&rsquos nucleus are each made up of three quarks. The mass of the quarks, which comes from their interaction with the Higgs field, accounts for just a few percent of the mass of a proton or neutron. Gluons, carriers of the strong nuclear force that holds these quarks together, are completely massless.

If your mass doesn&rsquot come from the masses of these particles, where does it come from? Energy. Scientists believe that almost all of your body&rsquos mass comes from the kinetic energy of the quarks and the binding energy of the gluons.

The particles we make

Your body is a small-scale mine of radioactive particles. You receive an annual 40-millirem dose from the natural radioactivity originating inside of you. That&rsquos the same amount of radiation you&rsquod be exposed to from having four chest X-rays. Your radiation dose level can go up by one or two millirem for every eight hours you spend sleeping next to your similarly radioactive loved one.

You emit radiation because many of the foods you eat, the beverages you drink and even the air you breathe contain radionuclides such as Potassium-40 and Carbon-14. They are incorporated into your molecules and eventually decay and produce radiation in your body.

When Potassium-40 decays, it releases a positron, the electron&rsquos antimatter twin, so you also contain a small amount of antimatter. The average human produces more than 4000 positrons per day, about 180 per hour. But it&rsquos not long before these positrons bump into your electrons and annihilate into radiation in the form of gamma rays.

The particles we meet

The radioactivity born inside your body is only a fraction of the radiation you naturally (and harmlessly) come in contact with on an everyday basis. The average American receives a radiation dose of about 620 millirem every year. The food you eat, the house you live in and the rocks and soil you walk on all expose you to low levels of radioactivity. Just eating a Brazil nut or going to the dentist can up your radiation dose level by a few millirem. Smoking cigarettes can increase it up to 16,000 millirem.

Cosmic rays, high-energy radiation from outer space, constantly smack into our atmosphere. There, they collide with other nuclei and produce mesons, many of which decay into particles such as muons and neutrinos. All of these shower down on the surface of the Earth and pass through you at a rate of about 10 per second. They add about 27 millirem to your yearly dose of radiation. These cosmic particles can sometimes disrupt our genetics, causing subtle mutations, and may be a contributing factor in evolution.

In addition to bombarding us with photons that dictate the way we see the world around us, our sun also releases an onslaught of particles called neutrinos. Neutrinos are constant visitors in your body, zipping through at a rate of nearly 100 trillion every second. Aside from the sun, neutrinos stream out from other sources, including nuclear reactions in other stars and on our own planet.

Many neutrinos have been around since the first few seconds of the early universe, outdating even your own atoms. But these particles are so weakly interacting that they pass right through you, leaving no sign of their visit.

You are also likely facing a constant shower of particles of dark matter. Dark matter doesn&rsquot emit, reflect or absorb light, making it quite hard to detect, yet scientists think it makes up about 80 percent of the matter in the universe.

Looking at the density of dark matter throughout the universe, scientists calculate that hundreds of thousands of these particles might be passing through you every second, colliding with your atoms about once a minute. But dark matter doesn&rsquot interact very strongly with the matter you&rsquore made of, so they are unlikely to have any noticeable effects on your body.

The next time you&rsquore wondering how particle physics applies to your life, just take a look inside yourself.


Did atoms in human body indeed come from stars? - Astronomia

The elements come from one of three sources. The first source was the BIG BANG that created the Universe 14 billion years ago.

When the big bang occurred, the elementary particles initially were too hot to make any stable atoms. but after a few thousand years, when things cooled down a lot, Hydrogen and Helium got made. The ratio was about 1 He for every 4 H atoms. This is called RIMORDIAL NUCLEOSYNTHESIS.

Then for elements from He to Fe: these elements are made on the interior of BIG stars (bigger than sun). They are stored there until the stars begin to die. At that point they become unstable and shed a lot of mass. they feed elements from Lithium (Li) to Fe iron into the interstellar medium from which new stars form.

Finally for elements from Iron (Fe) to Uranium (U, these elements get made during rare events called supernovae. This is when a really massive star ends its life not in a mild way but in a gigantic explosion. During the few seconds of the SN explosion, all the elements more massive than iron and going all the way up to Uranium (and beyond), get made and spread out into the interstellar medium.

So ponder this: the Fe in your blood was at some point many, many billions of years ago in the center of a star that has since then ceased to exist.

Early in the life of the universe, lots of hydrogen atoms were created through natural physical processes. Even now, approximately 12 billion years after the universe was created, most of the matter in the universe exists as hydrogen atoms. These hydrogen atoms can come together in nuclear processes called fusion, which is the process that powers the sun, and through fusion, heavier atoms such as carbon and nitrogen are produced. These in turn undergo fusion to make even heavier atoms, and it is such processes that created all the atoms in the earth.

According to the Big Bang theory, during the first few minutes after the "beginning," hydrogen, helium, and lithium nuclei formed from the relatively small number of free protons and neutrons that were around. When the universe was around 380,000 years old electrons were able to combine with the nuclei to create atoms Since that time, some of the hydrogen and helium has combined to form stars and galaxies.