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."
Tất cả đối tượng vật chất xung quanh bạn được cấu tạo từ các đơn vị siêu hiển vi được gọi là phân tử. Phân tử được cấu tạo các nguyên tử riêng lẻ. thường xuyên bị phá vỡ và tạo thành phân tử mới. Mặt khác, hầu hết các nguyên tử mà bạn gặp trong đời, đến từ mặt đất, không khí và thực phẩm chúng cấu tạo nên mọi sinh vật sống, kể cả bạn, chúng tồn tại qua hàng tỷ năm và được tạo ra ở những nơi không giống với Trái Đất Tôi muốn chia sẻ với bạn về sự hình thành phân tử Bắt đầu từ 14 tỷ năm trước với một sự kiện gọi là Big Bang, tạo ra một vũ trụ chỉ gồm toàn khí. không có các vì sao chưa có hành tinh nào. Khí được tạo ra từ nguyên tử các nguyên tố đơn giản nhất. Khoảng 75 phần trăm là hydro và phần còn lại hầu như là heli. Chưa có các nguyên tố cacbon, ôxy hoặc nitơ Không có sắt, bạc hoặc vàng. Ở một số nơi có mật độ khí cao hơn đôi chút. Do lực hấp dẫn, những nơi ấy thu hút nhiều khí hơn, khiến trọng lực mạnh hơn, nên lại hút thêm nhiều khí hơn, và cứ như vậy. Cuối cùng, tạo nên một quả bóng khí khổng lồ, co rúm lại dưới trọng lực của chính nó và nóng lên từ bên trong. Tại một số nơi,ruột của quả bóng nóng tới mức tạo thành phản ứng tổng hợp hạt nhân Nguyên tử hiđrô tác động với nhau tạo thành heli, kèm theo giải phóng năng lượng, đủ mạnh để phá vỡ lực hấp dẫn. Khi năng lượng phóng thích phù hợp với lực hấp dẫn nó kéo tất cả khí vào trong, hình thành trạng thái cân bằng. Từ đây, một ngôi sao được sinh ra. Phản ứng tổng hợp trong lõi của nó sẽ không chỉ sản xuất heli , mà còn cacbon, oxy, nitơ và tất cả các nguyên tố khác trong bảng tuần hoàn cho đến sắt. Nó sẽ sụp đổ hoàn toàn khi lõi nhiên liệu hết, Điều này gây ra một vụ nổ mạnh mẽ được gọi là siêu tân tinh. Có hai điều cần lưu ý về mà cách siêu tân tinh tạo nên các nguyên tố. Trước tiên, năng lượng được giải phóng nhiều nỗi phản ứng đó trở nên lớn khủng khiếp hình thành các nguyên tố nặng hơn cả sắt như bạc, vàng và uranium. Thứ hai, tất cả các nguyên tố tích lũy trong lõi ngôi sao, như cacbon, oxy, nitơ, sắt, cũng như những nguyên tố hình thành trong vụ nổ siêu tân tinh, bị đẩy vào không gian liên sao rồi trộn lẫn với các khí đang tồn tại ở đó. Lịch sử sau đó được lặp đi lặp lại. Đám mây khí, bấy giờ chứa nhiều nguyên tố bên cạnh hydro và heli, bắt đầu có những vùng đậm đặc hơn thu hút nhiều vật chất hơn và lại tạo thành 1 ngôi sao mới. Mặt trời cũng được sinh ra theo cách này, 5 tỷ năm trước. nghĩa là nó được phát triển từ một khí chứa nhiều nguyên tố từ vụ nổ siêu tân tinh kể từ khi vũ trụ bắt đầu. Mặt trời được hình thành từ các nguyên tố ấy. vẫn chủ yếu gồm 71% hiđrô, 27% heli. Nhưng cần ghi nhớ rằng trong khi các ngôi sao đầu tiên chỉ được tạo ra từ hydro và heli các nguyên tố còn lại trong bảng tuần hoàn cấu thành 2% mặt trời. Trái đất thì sao? Các hành tinh hình thành theo quá trình ngẫu nhiên cũng như ngôi sao hình thành từ đám mây khí. Các hành tinh nhỏ như Trái Đất không đủ lực hấp dẫn để giữ lại nhiều hydro hay heli bởi cả hai đều rất nhẹ. Nên mặc dù cacbon, nitơ, ôxy, vv. chỉ chiếm 2% đám mây khí tạo nên trái đất, các nguyên tố nặng hơn tạo nên phần lớn hành tinh này và tất cả mọi thứ bên trong nó. Hãy nghĩ về điều này: trừ hyđrô và một số heli, mặt đất dưới chân bạn không khí bạn thở và chính bạn mọi thứ được cấu thành từ nguyên tử được tạo ra bên trong ngôi sao. Khi khoa học mới bắt đầu nghiên cứu vấn đề này, nửa đầu thế kỷ 20 Harlow Shapley, nhà thiên văn học nổi tiếng đã nhận xét, "Chúng ta là anh em của những tảng đá, họ hàng với những đám mây."