مقدمه
آیا تاکنون به این فکر کرده‌اید که عنصرهای شیمیایی چگونه به وجود آمده‌اند؟ از هیدروژن ساده گرفته تا اورانیوم سنگین، همه‌ی این عناصر در طی میلیاردها سال در جهان شکل گرفته‌اند. در این مقاله قصد داریم به زبانی ساده، فرایند پیدایش عنصرها در جهان را بررسی کنیم.
پیدایش عنصرها در انفجار بزرگ (Big Bang)
حدود 13.8 میلیارد سال پیش، جهان با یک انفجار بزرگ به نام Big Bang به وجود آمد. در این لحظه‌ی ابتدایی، تنها ذرات زیراتمی مانند پروتون، نوترون و الکترون وجود داشتند. دمای بسیار زیاد باعث شده بود که این ذرات انرژی بسیار بالایی داشته باشند.
چند دقیقه پس از انفجار بزرگ، دما به تدریج کاهش یافت و شرایط برای ترکیب ذرات فراهم شد. در این مرحله اولین عنصرها یعنی هیدروژن (H) و مقدار کمی هلیوم (He) شکل گرفتند. این دو عنصر همچنان پر فراوان‌ترین عنصرها در جهان هستند.
تشکیل عنصرها در ستارگان
با گذشت زمان، ابرهای گازی عظیم از هیدروژن و هلیوم شروع به جمع شدن کردند و در نهایت ستارگان به وجود آمدند. در هسته‌ی این ستارگان، واکنش‌های همجوشی هسته‌ای رخ داد.
در واکنش‌های همجوشی هسته‌ای، اتم‌های هیدروژن تحت فشار و دمای بالا با یکدیگر ترکیب شده و عنصرهای سنگین‌تری مانند هلیوم، کربن، اکسیژن و … تشکیل می‌دهند. این فرایند میلیون‌ها سال طول می‌کشد و عنصرهای مختلفی در دل ستارگان به وجود می‌آیند.
تولد عنصرهای سنگین‌تر در انفجار ابرنواختر
هنگامی که یک ستاره بسیار سنگین در پایان عمر خود قرار می‌گیرد، با یک انفجار عظیم به نام ابرنواختر (Supernova) منفجر می‌شود. این انفجار باعث آزاد شدن انرژی عظیمی می‌شود که منجر به شکل‌گیری عناصر سنگین‌تر مانند آهن (Fe)، طلا (Au) و حتی اورانیوم (U) می‌شود.
انرژی فوق‌العاده زیاد در ابرنواختر باعث ترکیب هسته‌های اتمی شده و عنصرهای سنگین‌تری پدید می‌آورند. این عنصرها در سراسر فضا پراکنده می‌شوند و در نهایت مواد تشکیل‌دهنده سیارات و زندگی را تشکیل می‌دهند.
شکل‌گیری عنصرهای مصنوعی
در قرن بیستم، دانشمندان توانستند در آزمایشگاه‌ها عنصرهای سنگین‌تری را تولید کنند که به طور طبیعی در زمین یافت نمی‌شوند. این عنصرها با نام عنصرهای مصنوعی شناخته می‌شوند. نمونه‌هایی از این عنصرها شامل فرمیوم (Fm)، آینشتینیوم (Es) و لورنسیم (Lr) هستند.
عنصرهای مصنوعی معمولاً در رآکتورهای هسته‌ای یا شتاب‌دهنده‌های ذرات تولید می‌شوند و کاربردهای زیادی در صنعت، پزشکی و فناوری دارند.
نتیجه‌گیری
عنصرها پایه‌های اصلی جهان فیزیکی ما هستند و فرایند پیدایش آن‌ها سفری طولانی از انفجار بزرگ تا واکنش‌های همجوشی ستارگان را در بر می‌گیرد. هر اتمی که در بدن ما، زمین و کهکشان‌ها وجود دارد، زمانی در قلب یک ستاره شکل گرفته است.
پس می‌توان گفت ما از غبار ستارگان هستیم!
