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.
У средњевековном периоду, алхемичари су покушавали да постигну нешто наизглед недостижно - желели су да претворе неугледно олово у блиставо злато. Историја описује ове људе као остареле ексцентрике; да су само знали да су њихови снови достижни. Заиста, данас можемо да произведемо злато на Земљи захваљујући модерним открићима који су ове средњовековне алхемичаре мимоишли за неколико векова. Међутим, да бисмо разумели како је овај драгоцени метал испрва постао део наше планете, морамо да се загледамо навише, у звезде. Злато не долази са Земље. Уместо настанка у Земљиној стеновитој кори, оно се заправо „закувава“ у свемиру, а на Земљи је присутно због катаклизмичних експлозија звезда под именом супернове. Звезде се углавном састоје од водоника, најједноставнијег и најлакшег елемента. Огроман гравитациони притисак толике количине материјала сабија и покреће нуклеарну фузију у језгру звезде. Овај процес ослобађа енергију из водоника, чинећи да звезда сија. Током много милиона година, фузија претвара водоник у теже елементе: хелијум, угљеник и кисеоник, који сагоревају касније елементе све брже да би стигли до гвожђа и никла. Међутим, у том тренутку, нуклеарна фузија више не ослобађа довољно енергије, а притисак из језгра се губи. Спољашњи слојеви се урушавају у центар, а звезда одскаче због овог изненадног прилива енергије и експлодира, формирајући супернову. Екстремни притисак звезде која се распада је толико висок да су субатомски протони и електрони на силу заједно угурани у језгро, формирајући неутроне. Неутрони немају одбијајући електрични набој, па их лако хватају елементи из групе гвожђа. Вишеструко хватање неурона омогућава стварање тежих елемената које звезда у нормалним условима не може да створи, из сребра у злато, преко олова до уранијума. Као потпуна супротност трансформацији водоника у хелијум која траје милион година, стварање најтежих елемената током супернове дешава се у само неколико секунди. Али, шта се дешава са златом после експлозије? Талас супернове који се шири покреће своје елементарне остатке кроз међузвезданог посредника, покрећући ковитлајући плес гаса и прашине, који се згушњава у нове звезде и планете. Злато на Земљи се вероватно изручује на овај начин пре него што се обликује у жиле помоћу геотермалне активности. Милијардама година касније, ми извлачимо овај драгоцен производ кроз ископавање руда, скуп процес који је створен због реткости злата. Заправо, сво злато које смо ископали кроз историју може се нагомилати само у три олимпијска базена за пливање, иако ово представља велику количину јер је злато око 20 пута гушће од воде. Дакле, да ли можемо да произведемо више ове робе у потражњи? Заправо, можемо. Користећи акцелераторе честица, можемо да имитирамо сложене нуклеарне реакције које стварају злато у звездама. Ове машине, међутим, могу само да створе злато атом по атом. Дакле, био би нам потребан скоро животни век свемира да произведемо један грам, уз трошкове који би у огромној мери превазишли тренутну вредност злата. Дакле, то није баш најбоље решење. Међутим, ако бисмо се бавили хипотетичким питањем где бисмо ископали сво закопано злато на Земљи, постоје друга места на којима бисмо га тражили. Океан садржи, према процени, 20 милиона тона раствореног злата, али изузетно мала концентрација чини да је његово вађење тренутно прескупо. Можда ћемо једног дана видети златне грознице због коришћења минералног богатства планета у нашем Сунчевом систему. Ко зна? Можда ће се у будућности нека супернова десити довољно близу да нас преплави својим благом, а да за то време, надамо се, не избрише сав тренутни живот на Земљи.