En kold øl på en varm dag eller en whisky-natte ved siden af en kulbrande. Et velfortjent glas kan løsne din tænkning, indtil du føler dig i stand til at gennembore mysterierne om liv, død, kærlighed og identitet. I øjeblikke som disse kan alkohol og den kosmiske virke intimt sammenflettet.
Relateret indhold
- Videnskaben bag din billige vin
Så måske skulle det ikke komme som nogen overraskelse, at universet er fyldt med alkohol. I den gas, der optager rummet mellem stjernerne, er de hårde ting næsten altomspændende. Hvad laver det der? Er det tid til at sende nogle store raketter for at begynde at indsamle dem?
De kemiske elementer omkring os afspejler universets historie og stjernerne i det. Kort efter Big Bang blev protoner dannet i hele det ekspanderende, afkølende univers. Protoner er kernerne i brintatomer og byggesten til alle andre elementers kerner.
Disse er for det meste fremstillet siden Big Bang gennem nukleare reaktioner i de varme tætte kerner af stjerner. Tyngre elementer som bly eller guld fremstilles kun i sjældne massive stjerner eller utroligt eksplosive begivenheder.
Ethanolmolekyle (Wikimedia Commons) Lysere som kulstof og ilt syntetiseres i livscyklussen for meget mange almindelige stjerner - inklusive vores egen sol efterhånden. Som brint er de blandt de mest almindelige i universet. I de store rum mellem stjernerne er typisk 88% af atomer brint, 10% er helium, og de resterende 2% er hovedsageligt kulstof og ilt.
Hvilket er godt nyt for sprit entusiaster. Hvert ethanolmolekyle, alkoholen, der giver os så stor glæde, inkluderer ni atomer: to carbon, et ilt og seks brint. Derfor er det kemiske symbol C2H₆O. Det er som om universet forvandlet sig til et monumentalt destilleri med vilje.
**********
Mellemrummet mellem stjerner er kendt som det interstellare medium. Den berømte Orion-tåge er måske det bedst kendte eksempel. Det er den nærmeste region med stjerne dannelse til Jorden og synlig 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 tåger som Orion, hvor stjerner dukker op, er det ikke her, alkoholen kommer fra. Emerging stars producerer intens ultraviolet stråling, som ødelægger molekyler i nærheden og gør det sværere at danne nye stoffer.
Orion Nebula (Wikimedia Commons) I stedet skal du se på de dele af det interstellare medium, der fremstår for astronomer som mørke og overskyet og kun svagt belyst af fjerne stjerner. Gassen i disse rum er ekstremt kold, lidt under -260 ℃, eller ca. 10 ℃ over absolut nul. Dette gør det meget tragt.
Det er også fantastisk bredt spredt. Ved havoverfladen på Jorden er der efter mine beregninger ca. 3x10 25 molekyler pr. Kubikmeter luft - det er et tre efterfulgt af 25 nuller, et enormt stort antal. I passagerens jethøjde, ca. 36.000 ft, er molekylets massefylde omkring en tredjedel af denne værdi - sig 1x10 25 . Vi ville kæmpe for at trække vejret uden for flyet, men det er stadig en hel del gas i absolutte vilkår.
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. Disse atomer kommer sjældent tæt nok til at interagere. Men når de gør det, kan de danne molekyler, der er mindre tilbøjelige til at blive sprængt fra hinanden ved yderligere højhastighedskollisioner, end når det samme sker på Jorden.
Beviset er derude. (Tragoolchitr Jittasaiyapan) Hvis et carbonatom for eksempel møder et hydrogenatom, kan de klæbe sammen som et molekyle kaldet methylidyn (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 omdanne partikler til lidt forskellige versioner af sig selv, kaldet ioner, og derved langsomt udvide udvalget af molekyler, der kan dannes.
**********
At fremstille et molekyle med ni atomer, såsom ethanol under disse kølige og spændende forhold, kan stadig tage ekstremt lang tid - helt sikkert meget længere end de syv dage, du kan fermentere hjemmebrygning på loftet, hvad så er den tid det tager at gå til vinhandel.
Men der er hjælp til rådighed fra andre enkle organiske molekyler, der begynder at klæbe sammen for at danne støvkorn, noget som sod. På overfladerne af disse kerner finder kemiske reaktioner sted meget hurtigere, fordi molekylerne holdes i nærheden af dem.
Det er derfor kølige sotede regioner, de potentielle fremtidige fødesteder i fremtiden, der tilskynder komplekse molekyler til at vises hurtigere. Vi kan fortælle fra de karakteristiske spektrallinjer for forskellige partikler i disse regioner, at der er vand, kuldioxid, methan og ammoniak - men også masser af ethanol.
Plads til mere! (Africa Studio) Nu når jeg siger masser, skal du huske universets enorme vidunder. Og vi taler stadig kun om nogen ud af hver 10 m atomer og molekyler. Antag, at du kunne rejse gennem interstellar rummet med et pint glas og kun øse alkohol, mens du flyttede. For at samle nok til en pint øl skulle du rejse omkring en halv million lysår - meget længere end størrelsen på vores Mælkevej.
Kort sagt er der uhyggeligt store mængder alkohol i det ydre rum. Men da det er spredt over virkelig enorme afstande, kan drikkevarevirksomhederne hvile let. Det vil være en kold dag på solen, før vi finder ud af, hvordan vi samler noget af det, jeg er ked af at sige.
Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation.
Alexander MacKinnon, universitetslektor, Astrofysik, University of Glasgow
