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."
Všetko okolo nás sa skladá zo submikroskopických jednotiek, molekúl. Molekuly zase z atómov. Molekuly sa často rozpadajú a vytvárajú nové molekuly. Na druhej strane, prakticky všetky atómy, s ktorými sa v živote stretávame: v pôde, po ktorej kráčame, vo vzduchu, čo dýchame, v jedle, čo jeme, v živých organizmoch, vrátane nás samotných, existujú už miliardy rokov a vznikli na miestach veľmi odlišných od našej planéty. Chcem vám porozprávať, ako atómy vznikli. Celý príbeh začal pred 14 miliardami rokov takzvaným veľkým treskom. Vznikol vesmír a nachádzali sa v ňom len plyny. Žiadne hviezdy ani planéty. Plyn sa skladal len z atómov najjednoduchších prvkov. 75 % tvoril vodík a zvyšok takmer výlučne hélium. Nejestvovali uhlík, kyslík, dusík, železo, striebro ani zlato. Na niektorých miestach bol plyn hustejší ako inde. Vďaka gravitácii sa tam zhromažďovalo ešte viac plynu a tým rástla aj samotná gravitácia. Priťahovala potom viac plynu a tak ďalej. Nakoniec vznikli veľké husté plynné gule. Zmenšovali sa vplyvom vlastnej gravitácie a následne sa zohrievali znútra. Raz sa jadro takejto gule zohrialo natoľko, že nastala jadrová syntéza. Atómy vodíka sa zrazili a ich spojením vzniklo hélium. Uniklo pritom obrovské množstvo energie, aby sa zmiernili účinky zmenšujúcej sa gravitačnej sily. Pri uvoľňovaní energie pôsobí sila smerom von, až vyrovná pôsobenie gravitačnej sily, čo ťahá plyn dovnútra, a nastane rovnovážny stav. Zrodí sa hviezda. V jadre veľkých hviezd nevzniká reakciami len hélium, ale aj uhlík, vodík, dusík a ostatné prvky periodickej tabuľky až po železo. Nakoniec však v jadre dôjde palivo a nastane úplný kolaps. Dôjde k neuveriteľne silnej explózii, známej ako supernova. Na vzniku prvkov v supernove si treba všimnúť dve veci. Po prvé, pri výbuchu sa uvoľní toľko energie, že sa jadrová syntéza úplne zblázni a začnú vznikať prvky ťažšie ako železo, napríklad striebro, zlato či urán. Po druhé, všetky prvky nahromadené v jadre hviezdy, napríklad uhlík, kyslík, dusík, železo sú s tými, čo vznikli počas výbuchu supernovy vymrštené do medzihviezdneho priestoru. Tam sa miešajú s plynmi a celý príbeh sa opakuje. Mračná plynu už obsahujú aj iné prvky okrem vodíka a hélia, a sú tam oblasti s väčšou hustotou. Priťahujú teda viac hmoty. Zase sa rodia nové hviezdy. Slnko vzniklo podobne pred asi 5 miliardami rokov. Plyn, z ktorého sa sformovalo, obsahoval prvky z výbuchov supernov od počiatku vesmíru. Tak sa do Slnka dostali všetky prvky. Stále obsahuje až 71 % vodíka a väčšinu zvyšného objemu (27%) tvorí hélium. Vedzte, že kým prvé hviezdy boli len z vodíka a hélia, ostatné prvky periodickej tabuľky tvoria až 2% objemu Slnka. A čo Zem? Vznik planét je sprievodným procesom vzniku hviezd. Formujú sa z toho istého mračna plynu. Malé planéty ako naša nemajú dostatočnú gravitáciu, aby zadržali veľa vodíka či hélia, pretože sú príliš ľahké. A tak, napriek tomu, že uhlík, dusík, či kyslík tvorili len 2% mračna, z ktorého sa sformovala Zem, ťažšie prvky tvoria podstatnú časť objemu našej planéty a všetkého na nej. Zamyslite sa: s výnimkou vodíka a hélia, zem, po ktorej kráčate, vzduch, ktorý dýchate, vy sami, proste všetko pozostáva z atómov, čo vznikli vo vnútri hviezd. Keď vedci v prvej polovici 20. storočia prvý raz prišli k tomuto záveru, známy astronón Harlow Shapley povedal: "Sme bratmi skál a bratancami oblakov."