Όλα τα αντικείμενα γύρω σας αποτελούνται από μικροσκοπικές μονάδες που τις ονομάζουμε μόρια. Τα μόρια με τη σειρά τους αποτελούνται από άτομα. Τα μόρια συχνά διασπώνται και σχηματίζουν νέα μόρια. Από την άλλη πλευρά, σχεδόν όλα τα άτομα που έρχεστε σε επαφή, κατά την διάρκεια της ζωής σας, αυτά που βρίσκονται στο έδαφος που πατάτε στον αέρα που αναπνέετε, στο φαγητό που τρώτε, εκείνα που συνθέτουν κάθε ζωντανό πλάσμα, και εσείς υπάρχουν εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια και έχουν δημιουργηθεί σε περιοχές που δε μοιάζουν με τον πλανήτη μας. Το πως αυτά τα άτομα προήλθαν είναι αυτό που θέλω να μοιραστώ μαζί σας. Όλα ξεκίνησαν πριν από 14 δισεκατομμύρια χρόνια μ' ένα φαινόμενο που το αποκαλούμε Η Μεγάλη Έκρηξη, η οποία οδήγησε σε ένα σύμπαν αποτελούμενο μόνο από αέριο. Δεν υπήρχαν καθόλου αστέρια και πλανήτες. Το αέριο αποτελούνταν μόνο από άτομα που ανήκουν στα απλούστερα στοιχεία. Περίπου το 75% ήταν υδρογόνο και όλο σχεδόν το υπόλοιπο ήλιο. Στοιχεία όπως ο άνθρακας, το οξυγόνο ή το άζωτο δεν υπήρχαν. Ούτε σίδηρος, ασήμι ή χρυσός. Σε κάποια μέρη, η πυκνότητά του ήταν ελαφρώς πυκνότερη από άλλα. Λόγω της βαρύτητας αυτές οι περιοχές προσέλκυσαν ακόμη περισσότερο αέριο, το οποίο ενίσχυσε ακόμη περισσότερο την έλξη της βαρύτητας, η οποία στη συνέχεια προσέλκυσε περισσότερο αέριο και ούτω καθεξής. Τελικά, σχηματίστηκαν μπάλες αερίου μεγάλης πυκνότητας, που συρρικνώθηκαν κάτω από την δική τους βαρύτητα με συνέπεια τη θέρμανση του εσωτερικού τους. Σε κάποιο σημείο ο πυρήνας μιας τέτοιας μπάλας θερμαίνεται αρκετά ώστε να λάβει χώρα πυρηνική σύντηξη. Άτομα υδρογόνου συντήκονται για να σχηματιστεί το ήλιο συνοδευόμενο από μεγάλη απελευθέρωση ενέργειας, αρκετά ισχυρή ώστε να αντισταθμίσει την συρρικνωτική δύναμη της βαρύτητας. Όταν η ενέργεια που ωθείται προς τα έξω, από τις αντιδράσεις σύντηξης, συναντά τη βαρύτητα που έλκει όλο το αέριο προς τα μέσα, δημιουργείται μια ισορροπία. Από αυτή τη διαδικασία γεννιέται ένα αστέρι. Κατά τη διάρκεια της ζωής του οι αντιδράσεις σύντηξης στον πυρήνα του τεράστιου αστεριού θα παράγουν όχι μόνο ήλιο, αλλά επίσης άνθρακα, οξυγόνο, άζωτο και όλα τα άλλα στοιχεία του περιοδικού πίνακα, μέχρι το σίδηρο. Όμως εν τέλει, ο πυρήνας εξαντλείται από καύσιμα αφήνοντας το αστέρι υπό πλήρη κατάρρευση. Αυτό προκαλεί μία απίστευτα ισχυρή έκρηξη που την ονομάζουμε υπερκαινοφανή αστέρα (σουπερνόβα). Δύο πράγματα πρέπει να σημειωθούν για το πώς οι υπερκαινοφανείς αστέρες δημιουργούν στοιχεία. Πρώτον, αυτή η έκρηξη απελευθερώνει τόση πολλή ενέργεια που η σύντηξη πραγματοποιείται βίαια σχηματίζοντας στοιχεία με άτομα ακόμα βαρύτερα του σιδήρου, όπως το ασήμι, ο χρυσός και το ουράνιο. Δεύτερον, όλα τα στοιχεία που είχαν συσσωρευτεί στον πυρήνα του αστεριού, όπως ο άνθρακας, το οξυγόνο, το άζωτο και ο σίδηρος, καθώς επίσης και όλα εκείνα που σχηματίζονται κατά την έκρηξη σουπερνόβα εκτινάσσονται στο διαστρικό χώρο, όπου αναμειγνύονται με αέριο που προϋπάρχει εκεί. Στη συνέχεια επαναλαμβάνεται η ίδια ιστορία. Τα νέφη αερίου περιέχουν τώρα πολλά στοιχεία, πέρα των αρχικών υδρογόνου και ηλίου, έχουν περιοχές μεγαλύτερη πυκνότητας, οι οποίες προσελκύουν περισσότερη ύλη και πάει λέγοντας. Όπως πριν, νέα αστέρια δημιουργούνται. Ο ήλιος μας γεννήθηκε με αυτό τον τρόπο περίπου πριν από 5 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτό σημαίνει πως το αέριο από το οποίο προήλθε είχε εμπλουτιστεί το ίδιο με πολλά στοιχεία από τις εκρήξεις σουπερνόβα από την αρχή του σύμπαντος. Αυτός είναι λοιπόν ο τρόπος με τον οποίο σχηματίστηκε ο ήλιος με όλα τα στοιχεία. Συνεχίζει να αποτελείται κυρίως από υδρογόνο σε ποσοστό 71%, ενώ το περισσότερο από το υπόλοιπο είναι ήλιο κατά 27%. Αλλά, ας έχουμε κατά νου ότι ενώ τα πρώτα αστέρια δημιουργήθηκαν μόνο από υδρογόνο και ήλιο, τα υπόλοιπα στοιχεία του περιοδικού πίνακα αποτελούν το 2% του Ήλιου. Τι γίνεται με τη Γη; Ο σχηματισμός των πλανητών είναι μια συμπτωματική διαδικασία στον αστρικό σχηματισμό από το ίδιο νέφος αερίου, όπως το ίδιο το αστέρι. Μικροί πλανήτες, όπως ο δικός μας, δεν έχουν αρκετή βαρύτητα για να συγκρατήσουν υψηλές ποσότητες υδρογόνου και ηλίου αφού και τα δύο αέρια είναι πολύ ελαφριά. Έτσι, παρόλο που ο άνθρακας, το άζωτο, το οξυγόνο και τα λοιπά αέρια αποτελούν μόνο το 2% του αέριου νέφους από το οποίο σχηματίστηκε η Γη αυτά τα βαρύτερα στοιχεία διαμορφώνουν τον μεγαλύτερο όγκο του πλανήτη μας και τα πάντα πάνω σ' αυτόν. Σκεφτείτε αυτό: με εξαίρεση το υδρογόνο και κάποιας ποσότητας ήλιου το έδαφος που περπατάτε, ο αέρας που αναπνέετε, εσείς, τα πάντα αποτελούνται από άτομα τα οποία δημιουργήθηκαν στο εσωτερικό των αστεριών. Όταν οι επιστήμονες αρχικά κατέληξαν σ΄ αυτό το συμπέρασμα στο πρώτο μισό του 20ού αιώνα, ο διάσημος αστρονόμος Χάρλοου Σάπλεϊ σχολίασε: «Είμαστε αδέρφια των βράχων, ξαδέρφια των σύννεφων».
All the material objects around you are composed of submicroscopic units we call molecules. And molecules in turn are composed of individual atoms. Molecules frequently break apart and then form new molecules. On the other hand, virtually all the atoms you come in to contact with through the course of your life, the ones in the ground beneath you, the air you breath, the food you eat, those that make up every living thing, including you, have existed for billions of years and were created in places very unlike our planet. How those atoms came about is what I want to share with you. It all started 14 billion years ago with an event we call The Big Bang, which resulted in a universe consisting of gas alone. There were no stars and no planets. The gas was made up only of atoms belonging to the simplest elements. It was about 75 percent hydrogen and almost all the rest was helium. No elements like carbon, oxygen or nitrogen existed. No iron, silver or gold. In some places, the density of this gas was slightly higher than in others. Due to gravity, those places attracted even more gas, which further strengthened the pull of gravity, which then drew more gas in, and so on. Eventually, large dense gas balls formed, shrinking under their own gravity and consequently heating up on the inside. At some point, the core of such a ball gets hot enough that nuclear fusion occurs. Hydrogen atoms smash together to form helium, accompanied by a great release of energy, strong enough to counteract the shrinking force of the gravity. When the energy pushing out from the fusion reactions matches the gravity pulling all the gas inwards, an equilibrium occurs. From this a star is born. Over its lifetime, the fusion reactions in the core of a massive star will produce not only helium, but also carbon, oxygen, nitrogen and all the other elements in the periodic table up to iron. But eventually, the core's fuel runs out, leaving it to collapse completely. That causes an unbelievably powerful explosion we call a supernova. Now there are two things to note about how supernovas create elements. First, this explosion releases so much energy that fusion goes wild forming elements with atoms even heavier than iron like silver, gold and uranium. Second, all the elements that had been accumulating in the core of the star, like carbon, oxygen, nitrogen, iron, as well as all of those formed in the supernova explosion, are ejected in to interstellar space where they mix with the gas that's already there. History then repeats itself. Gas clouds, now containing many elements besides the original hydrogen and helium, have higher density areas that attract more matter, and so on. As before, new stars result. Our sun was born this way about 5 billion years ago. That means that the gas it arose from had itself been enriched with many elements from supernova explosions since the universe began. So that's how the sun wound up with all the elements. It's still mostly hydrogen at 71 percent, with most of the rest being helium at 27 percent. But bear in mind that while the first stars were made up of hydrogen and helium alone, the remaining elements in the periodic table make up two percent of the sun. And what about Earth? Planets form as an incidental process to star formation out of the same gas cloud as the star itself. Small planets like ours don't have enough gravity to hold on to much hydrogen or helium gas since both of those are very light. So, even though carbon, nitrogen, oxygen and so on made up only two percent of the gas cloud from which Earth was formed, these heavier elements form the bulk of our planet and everything on it. Think about this: with the exception of hydrogen and some helium, the ground you walk on, the air you breath, you, everything is made of atoms that were created inside stars. When scientists first worked this out over the first half of the 20th Century, the famous astronomer Harlow Shapley commented, "We are brothers of the boulders, cousins of the clouds."