In medieval times, alchemists tried to achieve the seemingly impossible. They wanted to transform lowly lead into gleaming gold. History portrays these people as aged eccentrics, but if only they'd known that their dreams were actually achievable. Indeed, today we can manufacture gold on Earth thanks to modern inventions that those medieval alchemists missed by a few centuries. But to understand how this precious metal became embedded in our planet to start with, we have to gaze upwards at the stars. Gold is extraterrestrial. Instead of arising from the planet's rocky crust, it was actually cooked up in space and is present on Earth because of cataclysmic stellar explosions called supernovae. Stars are mostly made up of hydrogen, the simplest and lightest element. The enormous gravitational pressure of so much material compresses and triggers nuclear fusion in the star's core. This process releases energy from the hydrogen, making the star shine. Over many millions of years, fusion transforms hydrogen into heavier elements: helium, carbon, and oxygen, burning subsequent elements faster and faster to reach iron and nickel. However, at that point nuclear fusion no longer releases enough energy, and the pressure from the core peters out. The outer layers collapse into the center, and bouncing back from this sudden injection of energy, the star explodes forming a supernova. The extreme pressure of a collapsing star is so high, that subatomic protons and electrons are forced together in the core, forming neutrons. Neutrons have no repelling electric charge so they're easily captured by the iron group elements. Multiple neutron captures enable the formation of heavier elements that a star under normal circumstances can't form, from silver to gold, past lead and on to uranium. In extreme contrast to the million year transformation of hydrogen to helium, the creation of the heaviest elements in a supernova takes place in only seconds. But what becomes of the gold after the explosion? The expanding supernova shockwave propels its elemental debris through the interstellar medium, triggering a swirling dance of gas and dust that condenses into new stars and planets. Earth's gold was likely delivered this way before being kneaded into veins by geothermal activity. Billions of years later, we now extract this precious product by mining it, an expensive process that's compounded by gold's rarity. In fact, all of the gold that we've mined in history could be piled into just three Olympic-size swimming pools, although this represents a lot of mass because gold is about 20 times denser than water. So, can we produce more of this coveted commodity? Actually, yes. Using particle accelerators, we can mimic the complex nuclear reactions that create gold in stars. But these machines can only construct gold atom by atom. So it would take almost the age of the universe to produce one gram at a cost vastly exceeding the current value of gold. So that's not a very good solution. But if we were to reach a hypothetical point where we'd mined all of the Earth's buried gold, there are other places we could look. The ocean holds an estimated 20 million tons of dissolved gold but at extremely miniscule concentrations making its recovery too costly at present. Perhaps one day, we'll see gold rushes to tap the mineral wealth of the other planets of our solar system. And who knows? Maybe some future supernova will occur close enough to shower us with its treasure and hopefully not eradicate all life on Earth in the process.
შუა საუკუნეებში ალქიმიკოსები, მიუღწეველის მიღწევას ცდილობდნენ: სურდათ, უბრალო ტყვია კაშკაშა ოქროდ ექციათ. მათ ხშირად გვიხატავენ, როგორც ექსცენტრულ ბებრებს, მაგრამ ნეტავ თავად მაინც სცოდნოდათ, რომ მათი ეს ოცნება სრულიად რეალურია. მართლაც, დღეს ოქროს დამზადება უკვე შესაძლებელია იმ თანამედროვე გამოგონებების წყალობით, რომელთაც ძველი ალქიმიკოსები რამდენიმე საუკუნით აცდნენ. მაგრამ იმისათვის, რათა გავიგოთ, თუ როგორ აღმოჩნდა ეს ძვირფასი ლითონი ჩვენი პლანეტის წიაღში, ზეცაში ვარსკვლავებს უნდა ავხედოთ. ოქრო არამიწიერი ელემენტია. იგი პლანეტის ქერქიდან კი არ წარმოიქმნა, არამედ კოსმოსში დაიბადა. აქ იგი მივიღეთ ვარსკვლავების იმ კატაკლიზმური აფეთქებების წყალობით, რომელთაც სუპერნოვებს ვუწოდებთ. ვარსკვლავი უმარტივესი და უმსუბუქესი ელემენტის, წყალბადისგან შედგება. ამხელა მასალის უზარმაზარი გრავიტაციული წნევა, ვარსკვლავის ბირთვში ბირთვულ სინთეზს იწვევს. ამის გამო წყალბადიდან ენერგია გამოთავისუფლდება და ვარსკვლავი კაშკაშებს. მილიონობით წელიწადში სინთეზმა წყალბადი უფრო მძიმე ელემენტებად გარდაქმნა: გაჩნდა ჰელიუმი, ნახშირბადი და ჟანგბადი, რამაც სხვა ელემენტები უფრო სწრაფად დაწვა და მივიღეთ რკინა და ნიკელი. თუმცა, ამ მომენტში ბირთვული სინთეზი საკმარის ენერგიას აღარ გამოჰყოფს და ვარსკვლავის ბირთვის წნევაც ქრება. გარე შრეები ცენტრში ვარდება. მერე ენერგიის უეცარი შეშხაპუნების გამო, უკან ვარდება და ვარსკვლავიც ფეთქდება: წარმოიქმნება სუპერნოვა. ამ ვარსკვლავის წნევა იმდენად მაღალია, რომ სუბატომური პროტონები და ელექტრონები ვარსკვლავის ბირთვში ერთმანეთს ეწებება აქედან ჩნდება ნეიტრონები. ნეიტრონები განმზიდავი ელექტრული მუხტით არ ხასიათდება და ამიტომ მათ რკინის ჯგუფის ელემენტები ადვილად იჭერენ. რამდენიმე ასეთი „დაჭერილი“ ჯგუფისგან უფრო მძიმე ელემენტები წარმოიქმნება, რომლებსაც ვარსკვლავი ჩვეულებრივ ვითარებაში ვერ წარმოქმნის. ჩნდება ვერცხლი, ოქრო, ტყვია, სხვა ელემენტები და ბოლოს ურანი. თუ წყალბადი ჰელიუმად მილიონი წლის განმავლობაში ტრანსფორმირდება, სუპერნოვაში უმძიმესი ელემენტების დაბადებას წამები სჭირდება. რა მოსდის ოქროს აფეთქების შემდეგ? სუპერნოვა ფართოვდება და შოკის ტალღა ელემენტებისგან შემდგარ ნამსხვრევებს ვარსკვლავთშორის არეში გატყორცნის. ამის გამო აირი და მტვერი დატრიალდება და ახალ ვარსკვლავებად და პლანეტებად კონდენსირდება. სავარაუდოდ, დედამიწაზე ოქროც ასე აღმოჩნდა და გეოთერმული აქტივობის შედეგად ძარღვებად მხოლოდ შემდგომ ჩაიწნა. მილიარდობით წელი გავიდა და ახლა ამ ძვირფას ლითონს წიაღიდან ვთხრით, ეს კი ძვირადღირებული პროცესია, რასაც ოქროს სიმცირე კიდევ უფრო აძვირებს. იცოდით რომ მთელი ოქრო, რაც კი ოდესმე მოგვიპოვებია სამ ოლიმპიურ საცურაო აუზში მოთავსდება? თუმცა, უზარმაზარი წონისა იქნება, რადგან ოქრო წყალზე დაახლოებით 20-ჯერ მკვრივია. მაშ, შეიძლება თუ არა ამ სასურველი ლითონის უფრო დიდი რაოდენობით წარმოება? დიახ, ეს შესაძლებელია! ნაწილაკების ამაჩქარებლით ხდება იმ რთული ბირთვული რეაქციების სიმულირება, რომლის შედეგად ვარსკვლავებში ოქრო იქმნება. მაგრამ მანქანას ოქროს წარმოქმნა მხოლოდ ატომ-ატომ შეუძლია, ამიტომ 1 გრამის წარმოებას, თითქმის იმდენი დრო დასჭირდება, რაც სამყარო არსებობს და ხელოვნური ოქროს ფასიც ამჟამინდელს ბევრად გადააჭარბებს. ამდენად, ეს გამოსავალი არ გამოგვადგება. მაგრამ თუ ჰიპოთეტიურად, ერთ დღესაც დედამიწაში ჩამარხულ მთელს ოქროს ამოვწურავთ, არის სხვა ადგილებიც, სადაც ოქრო კვლავაც იქნება ოკეანეში დაახლოებით 20 მილიონი ტონა გახსნილი ოქროა. თუმცა, კონცენტრაციები ისე დაბალია, რომ ახლა მისი ამოღება ძალიან ძვირი ჯდება. შეიძლება ერთ დღესაც ოქროს ციებ-ცხელება, მზის სისტემის სხვა პლანეტებზეც დაიწყოს. და ვინ იცის? იქნებ სუპერნოვა სადმე ახლოსაც აფეთქდეს და მთელი სიმდიდრე თავზე დაგვაბერტყოს თანაც, იმედია ისე, რომ დედამიწაზე მთელი სიცოცხლე არ მოსპოს.