Ao documentar o surgimento da complexidade química cósmica , de um cosmo repleto de grandes moléculas à base de carbono que emergem de uma simples sopa de hidrogênio e hélio , os astrônomos mudaram o conceito do big bang de uma relativa às origens do universo físico para o história de um big bang biológico. O conto é o coroamento da cosmologia e astrofísica do século XX , juntando-se o nascimento do universo visível, de tempo e espaço , a partir da natureza quântica dos átomos para a arquitetura grandiosa do cosmo.
Trata-se de desenvolver uma compreensão universal da vida e suas origens e distribuição cósmica. É sobre a compreensão de como a evolução darwiniana pode ser estendido , ou incorporado, na amplitude da evolução cósmica que se estende desde a origem dos elementos em estrelas , a evolução química cósmica , para o surgimento de sistemas de energia solar , e de maior interesse para nós, para as origens da vida , nesse contexto cósmico .
A história desta semana, o episódio 6 também está relacionada no brilhante livro , A Revolução Stardust , por Jacob Berkowitz , que traça de nossa origem nas estrelas. Astronomia do século XX foi dominado pela astrofísica, a busca pelas origens físicas ea estrutura do universo. Agora, uma nova geração de cientistas- astrobiólogos e astrochemists - estão levando o estudo da vida na era espacial . Astrobiólogos estudar as origens, evolução e distribuição da vida, não só na Terra, mas no universo. Os cientistas de hoje não estão investigando a estrutura física do universo , mas sua natureza biológica. A teoria da evolução está entrando na era espacial .
Astrobiólogos estão literalmente traçar a história natural do cosmos a partir do Big Bang aos nossos corpos. Eles estão fazendo as ligações evolutivas de átomos formados por estrelas , para as moléculas do espaço interestelar e do surgimento de planetas vivos. Os parágrafos que se seguem são trechos do livro .
Quando buscamos nossas origens , seguimos a árvore da vida que nos liga não apenas volta aos ancestrais distantes do planeta , mas também para todo o resto do cosmos, o que nos permite desenvolver uma compreensão da vida como uma trama emergente dos átomos forjados nas estrelas para o nascimento de uma criança. No coração desta perseguição, o traçado da nossa árvore de família de volta a um tempo antes da primeira vida na Terra ou até mesmo antes de a própria Terra , é uma questão genealógica verdadeiramente extrema : O que é a vida?
A história da jornada épica das nossas origens , a origem de nossa família de árvore não começa com o pensamento sobre a origem das espécies , mas sim com o pensamento sobre a origem das estrelas. Para entender o contexto cósmico da nossa origem , da evolução cósmica , é traçar a genealogia de estrelas de volta para o início dos tempos . A questão cósmica longo perguntou: " Será que estamos sozinhos ? " , Foi transformado em questão genealogia extremo " Como estamos conectados? " Talvez em um futuro não muito distante , a questão pode ser " Como somos parentes? "
Começando com o hidrogênio história que não vem muito a entender esse menor átomo , mas para compreender a essência de todo o cosmos . A porta de entrada para a compreensão da complexidade e vastidão do universo observável é através de sua forma mais simples constituinte atômico , de volta tothe primórdios do tempo, quando o hidrogênio estava prestes a única palavra elementar do universo recém-nascido pudesse pronunciar . No início não havia átomos ou moléculas . Era um cenário promissor para a formação de estruturas complexas, como galáxias ; buracos negros ; estrelas ; planetas ; nuclear, sistemas atômicos e moleculares ; e os organismos vivos.
Na sua primeira respiração , o cosmos era irreconhecível para todos, exceto para os físicos de partículas . O universo surgiu com tanta fúria energético que apenas as partículas indivisíveis fundamentalmente , os quarks e elétrons, poderia sobreviver intacto, banhada por um mar de radiação intensa. Os recém-nascidos cosmos era denso , gasoso , e inimaginavelmente quente, demasiado quente para a matéria que ficar juntos ; não havia nada de sólido ou líquido . As partículas colidiram com tal força que ricocheteou em vez de ligados ou fundidos .
Mas à medida que o universo se expandiu , criando tempo e espaço, também refrigerado . Depois de apenas um segundo, quarks ligeiramente menos energéticos congelado nos nêutrons e prótons mais familiares que formam os núcleos dos átomos . Em três minutos ( astrofísicos relógio -lo para cerca de duzentos segundos, menos tempo do que leva a maioria de nós para tomar banho ) , a temperatura dos cosmos crescimento havia caído para menos de dois mil milhões de graus centígrados. A esta temperatura , o cosmos teve a sua primeira explosão de edifício nuclear, ou big-bang nucleossíntese .
Embora a maioria dos prótons permaneceu solteiro, um quarto em massa de toda a matéria bariônica (as coisas que vemos como matéria, excluindo a matéria escura ) foi forjado em hélio núcleos e dois prótons e dois nêutrons - e pequenas quantidades de lítio e berílio , os dois seguintes elementos da tabela periódica . Depois de quinze minutos, o primeiro ato de criação aquecida tinha acabado.
Mas o universo cresce ainda estava muito quente e, portanto, enérgico, que esses núcleos não podia agarrar um único elétron ; foram totalmente ionizado . Por cerca de 400 mil anos , diz Dalgarno , o universo " coasted junto " neste estado ionizado , a expansão e resfriamento. Então , como o primeiro sorriso de um bebê, algo realmente novo aconteceu na vida do cosmos : os primeiros átomos completamente formados nasceram.
O cosmos em expansão tinha esfriado o suficiente para que , um por um, através do espaço e do tempo, quando um núcleo positivo e um elétron colidiram , eles não desviar colidindo como bolas de bilhar , mas permaneceram unidos para formar os átomos neutros de hidrogênio e hélio . Os astrofísicos chamam de Recombinação Época ; embora o termo recombinação é um equívoco , uma vez que essas partículas negativas e positivas não foram previamente combinadas. Com átomos neutros veio um estágio evolutivo crucial.
O cosmos infantis deu os primeiros passos do bebê química através de uma série de colisões entre átomos de hélio e hidrogênio por elétrons energizados abundantes e fótons , a maioria , os átomos de hidrogênio neutro solitários se juntou para tornar-se de hidrogênio molecular. Estas foram as primeiras ligações atômicas dos cosmos , e com eles veio a introdução de uma nova forma cósmica : a molécula . Com este passo , o cosmos gradualmente escureceu .
O hidrogênio molecular é uma cortina gasoso , opaca aos comprimentos de onda de luz visível . Para o olho humano , o universo era completamente escuro para a sua primeira cem milhões anos - daí o outro nome do Recombinação Era, a Era das Trevas . Mas essa época também foi a aurora da química. O hidrogênio molecular abriu o caminho para a criação de um alfabeto cósmico amplamente expandido , que poderia articular a linguagem da vida .
"A introdução da molécula de hidrogênio neutro foi um passo crucial na evolução do universo ", diz Alexander Dalgarno , o "pai da astrofísica molecular " e físico do Observatório Astrofísico Harvard -Smithsonian e diretor do Institute for Theoretical Atômica e Física Molecular. Foi só das trevas que a luz poderia emergir. Foi só porque o cosmos ficou escuro que o próximo passo evolutivo poderia ter lugar. A formação de estrelas depende de átomos e moléculas " ' habilidades para irradiar o calor longe do colapso gravitacional e hidrogênio molecular foi o anti-congelante do início do universo. Sem ele, as primeiras estrelas não poderia ter nascido quase duzentos milhões de anos depois , na época da alvorada cósmica , agora um dos mais procurados épocas da história cósmica.
Com o nascimento das estrelas veio uma colisão exponencial na natureza da química cósmica, a formação de uma panóplia de elementos de carbono para urânio. Estes elementos , por sua vez , encontrou parceiros para criar tipos inéditos de sindicatos , e eles encheram o universo com um novo vocabulário de moléculas , como monóxido de carbono e blocos de construção de orgânicos química - e minerais os formaldeído , dióxido de silício , incluindo areia , o início cristalina de planetas rochosos .
O Galaxy diário via Berkowitz , Jacob ( 2012-09-18 ) . Revolução Stardust , O : A Nova História de nossa origem nas Estrelas (p. 284). Prometheus Books . Edição Kindle.
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