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."
همه ی اشیاء مادی در اطراف شما از واحدهایی کوچکتراز دید میکروسکوپ به نام مولکول تشکیل شده اند. و خود مولکولها متشکل از اتمها هستند. مولکولها به تناوب می شکنند و سپس مولکولهای جدیدی را به وجود می آورند. از سوی دیگر، تقریبا تمام اتمهایی که در طول زندگی در اطراف شما هسند، چه درزمین زیرپای شما، هوایی که نفس می کشید، غذایی که می خورید، آنهایی که هر موجود زنده ای ،از جمله شما، را تشکیل میدهند، برای میلیارد ها سال است که وجود دارند و درمکان هایی بوجود آمده اند که هیچ شباهتی به سیاره ما ندارد. منشاء آن اتم ها موضوعی است که می خواهم با شما به اشتراک بگذارم. همه چی از ۱۴ میلیارد سال پیش شروع شد از رویدادی به نام "بیگ بنگ" (انفجار بزرگ ، مهبانگ). که نتیجه ی کیهانی سراسر گاز بود. بدون هیچ ستاره و سیاره ای. گاز تنها از اتمهایی متعلق به ساده ترین عناصر تشکیل شده بود. حدود ۷۵ درصد آن هیدروژن و تقریبا تمام مابقی آن هلیوم بود. هیچ عنصری مانند کربن، اکسیژن یا نیتروژن وجود نداشت. فلزی مانند آهن یا نقره یا طلا وجود نداشت. در برخی قسمت ها تراکم این گازها بیشتر ازمابقی بود. طبق گرانش، آن قسمت ها حتی مقدار گاز بیشتری نیز جذب کردند، که نیروی گرانش را تقویت می کرد، که باعث دریافت کردن گازبیشتری نیز می شد و غیره. در نهایت، گوی های گازی متراکمی تشکیل شدند، و تحت نیروی گرانش خود فشرده شدند و نتیجتا از داخل افزایش دما پیدا کردند. در برخی مواقع، هسته ی گوی مانند به قدر کافی داغ می شد تا همجوشی هسته ای رخ دهد. اتم های هیدروژن بر اثر برخورد هلیوم را شکل می دهند. و مقدار زیادی انرژی آزاد می کنند، که به اندازه کافی برای خنثی کردن نیروی متمرکز گرانش قوی است. وقتی انرژی آزاد شده از واکنش های هسته ای با نیروی گرانشی به سمت داخل تطابق پیدا می کند، توازن برقرار می شود. و ستاره متولد می شود. در خلال عمر خود، واکنشهای هستهای، درهستهی ستارگان بزرگ علاوه بر هلیوم، کربن، اکسیژن ، نیتروژن و تمام عناصر دیگر جدول تناوبی تا آهن را تولید میکنند. نهایتا، سوخت هسته تمام میشود، و دچار فروپاشی میشود. که باعث یک انفجار باورنکردنی میشود که به آن یک سوپرنوآ (ابرنواختر) میگوییم. حال دو نکته مهم میماند که چگونه ابرنواختر ها عناصری را بوجود می آورند. اول اینکه انفجار مقدار زیادی انرژی آزاد می کند که همجوشی را شدت می دهد و عناصری حتی با اتم های سنگین تر از اتم آهن تشکیل می شود مانند نقره ، طلا و اورانیوم. دواینکه تمام عناصری که درهسته ی ستاره انباشته شده اند، مانند کربن، اکسیژن ،نیتروژن ، آهن، و همچنین تمام آنهایی که در انفجار های ابرنواختری تشکیل شده اند، به فضای میان ستاره ای پرتاب شده اند و با گازهایی که آنجا بوده اند مخلوط شده اند. و چرخه تکرار می شود. توده های گاز، اکنون شامل عناصر زیادی هستند علاوه برهیدروژن و هلیوم اصلی، که مناطق متراکم تری دارند که مواد بیشتری را به سمت خود می کشند، و ادامه داستان. مانند قبل ستاره های جدید متولد می شوند. حدود ۵ میلیارد سال پیش، خورشید ما نیز اینگونه متولد شد. که یعنی گازی که از آن بوجود آمده خودش شامل عناصر زیادی از انفجار ابرنواختری در شروع جهان بوده. و اینگونه است که خورشید عناصر گوناگونی در خود دارد. هنوز هم تقریبا ۷۱ در صد آن هیدروژن است، و پس از آن هلیوم با ۲۷ درصد. به یاد داشته باشید وقتی نخستین ستارگان تنها از هیدروژن و هلیوم شکل گرفتند ما بقی عناصر جدول تناوبی دو درصد خورشید را تشکیل می دهند. اما زمین چطور؟ تشکیل سیاره ها، فرایندی همزمان با تشکیل ستاره است بیرون آمده از ابرهای گازی همان ستاره، سیاره های کوچک مانند زمین ، گرانش کافی ندارند تا مقدار زیادی هیدروژن وهلیوم را نگه دارند چرا که هر دوی آنها بسیار سبک هستند. بنابراین، حتی اگر کربن، نیتروژن، اکسیژن و غیره تنها دو درصد توده گازی که زمین از آن شکل گرفته را تشکیل داده باشند، این عناصر سنگین تر بخش عمده سیاره ما را و هرآنچه روی آن است را تشکیل می دهند . به این فکر کنید : به غیر از هیدروژن و مقداری هلیوم، زمینی که روی آن راه می روید، هوایی که نفس می کشید، خود شما همه از اتم ها تشکیل شده که در داخل ستاره ها ایجاد شده. وقتی دانشمندان برای اولین بار به این پی بردندن در نیمه اول قرن بیستم، ستاره شناس معروف هارولد شپلی گفت: «ما برادران سنگ ها و عموزادههای ابرها هستیم.»