چند درصد بدن ما در ستاره‌ها ساخته شده است؟

بدن ما از گوشت، پوست و استخوان درست شده است. اگر کمی دقیق‌تر نگاه کنیم، بافت‌ها و سلول‌ها را می‌بینیم. باز هم دقیق‌تر شویم، می‌توانیم آب، پروتیین، چربی، گلوکوز، DNA و بسیاری مولکول‌های دیگر را ببینیم. ولی اگر باز هم ریزتر و در سطح اتمی بدنمان را وارسی کنیم، متوجه نکته‌ی شگفت‌انگیزی می‌شویم. ۹۹ درصد وزن بدن ما از ۶ عنصر اکسیژن، کربن، هیدروژن، نیتروژن، کلسیم و فسفر درست شده است. آن یک درصد باقی مانده را هم عناصری مثل منیزیوم، سولفور و آهن تشکیل داده‌اند. این اتم‌ها در قالب مولکول‌های مختلف در بدن ما قرار گرفته‌اند و در فرایندی بسیار پیچیده، سلول‌ها و در کل بدن ما را ساخته‌اند. هیچ می‌دانید این عناصر از کجا آمده‌اند؟ شاید تعجب کنید اگر بگوییم هیچ‌کدام از این عناصر به تازگی بوجود نیامده‌اند و میلیاردها سال پیش در دل ستاره‌ها ساخته شده‌اند. ما در حقیقت فرزندان ستاره‌ها و البته یک اتفاق بزرگ کیهانی هستیم. اتفاق بزرگی که درست ۱۳٫۷ میلیارد سال پیش رخ داد. بنابراین اگر تا به حال دنبال پیدا کردن موجودات فضایی بوده‌اید، بهتر است جلوی آینه بایستید و کمی خودتان را برانداز کنید!

همانطور که گفتیم، ۹۹ درصد وزن بدن ما فقط از ۶ عنصر اکسیژن، کربن، هیدروژن، نیتروژن، کلسیم و فسفر تشکیل شده است. یعنی وقتی آب می‌خوریم، از آن‌جا که مولکول آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن (H2O) درست شده، این دو اتم را وارد بدن خود می‌کنیم. وقتی گوشت می‌خوریم اتم‌های کربن را وارد بدنمان می‌کنیم. زمانی که شیر می‌خوریم، در حقیقت مقدار زیادی کلسیم قورت می‌دهیم. همه‌ی این‌ها بدن ما را می‌سازند و برای اینکه موجود زنده‌ای به نام انسان باشیم ضروری هستند. گوشت، پوست، استخوان و سلول‌های ما، همگی از این عناصر تشکیل شده‌اند. دقیقا همه‌ی عناصری که می‌توانیم آن‌ها را در جدول تناوبی که با نام جدول مندلیف هم می‌شناسیم پیدا کنیم. ما از همان عناصری ساخته‌ شده‌ایم که بسیاری از اشیاء اطرافمان از آن‌ها ساخته‌ شده‌اند. حال این سوال پیش می‌آید که عناصر از کجا آمده‌اند؟

بیشتر وزن ما از اکسیژن و سپس کربن ساخته شده است.

بهتر است ابتدا بگوییم عناصر چه موجوداتی هستند. عناصر موادی هستند که همه‌ی اتم‌های آن‌ها تعداد پروتون‌های برابر دارند. اتم‌هایی که از پروتون، الکترون و البته یک سری ذرات زیر اتمی دیگر تشکیل شده‌اند. وقتی یک پروتون و یک الکترون در کنار هم قرار می‌گیرند، اتم هیدروژن درست می‌شود. وقتی تعداد پروتون‌ها به دو عدد می‌رسد، اتم هلیوم بوجود می‌آید. کل طبیعت، از ۹۴ عنصر درست شده است. با این حال جدول تناوبی کنونی ما ۱۱۸ عنصر دارد. ۲۴ عنصر باقی مانده را در آزمایشگاه ساخته‌ایم. عناصر پازل‌های سازنده‌ی ماده هستند که وقتی در آرایش‌های مختلف و تعداد گوناگون قرار می‌گیرند،‌ مولکول‌ها را می‌سازند. عناصر مختلف را نمی‌توان با استفاده از واکنش‌های شیمیایی معمول به یکدیگر تبدیل کرد و آن‌ها فقط از طریق «تبدیل هسته‌ای» به عنصری دیگر تبدیل می‌شوند.

به هر حال جالب است بدانیم که عالم با یک انفجار خیلی بزرگ به نام «مهبانگ» (Big Bang) بوجود آمد. اگر بخواهیم خیلی ساده بگوییم، در همان ابتدای کار فقط پروتون وجود داشت. سپس وقتی جهان اندکی سرد شد، هرکدام از پروتون‌ها به یک الکترون‌ پیوستند و اتم هیدروژن را ساختند (البته مقداری هم هلیوم بوجود آمد). بنابراین همه‌ی اتم‌های هیدروژنی که اکنون در آب وجود دارند و شما آن‌ها را می‌نوشید، حدود ۱۳.۷ میلیارد سال پیش و در ابتدای پیدایش کیهان ساخته شدند. آن‌ها ۱۰ درصد وزن بدن ما را تشکیل داده‌اند. بنابراین قسمت عمده‌ای از بدن ما کاملا باستانی و متعلق به ابتدای بوجود آمدن زمان است.

بیشتر عناصر جدول تناوبی در ستاره‌ها ساخته شده‌اند.

بعد از گذشت حدود ۳۰۰ میلیون سال از انفجار بزرگ، اتم‌های هیدروژن سرگردان به دلیل نیروی گرانش دور هم جمع شدند و در جاهای مختلف فضا، کپه‌هایی تشکیل دادند. این دسته‌ها کم‌کم بزرگ شدند و به صورت گوی در آمدند. به دلیل جرم خیلی زیاد گوی‌ها، گرانش آن‌ها خیلی زیاد شد و فشار و دما در مرکزشان افزایش یافت. این دما و فشار زیاد باعث شد که پروتون‌های موجود در اتم هیدروژن به هم جوش بخورند و جفت شوند. بدین ترتیب اتم هلیوم بوجود آمد. یعنی دو پروتون، دو الکترون و البته دو نوترون. طی این فرایند که با نام همجوشی هم شناخته می‌شود، مقدار خیلی زیادی انرژی و نور ساطع می‌شود. این گوی‌های هیدروژنی چیزی نیستند جز همان ستاره‌هایی که می‌شناسیم. مثلا خورشید ما در هر ثانیه ۵۰۰ میلیون تن هیدروژن را به هلیوم تبدیل می‌کند. البته ما تقریبا هیچ اتم هلیومی در بدنمان نداریم، مگر اینکه ناخودآگاه مقداری از آن را به هنگام ترکیدن یک بادکنک تنفس کنیم. ولی به هر صورت هیدروژن و هلیوم ۹۸ درصد ماده‌ای که در عالم می‌بینیم را ساخته‌اند.

در فرایند همجوشی هسته‌ای ستاره‌ها، یک سری اتم‌های سنگین‌تر هم بوجود می‌آید. یعنی تعداد زیادی پروتون به هم جوش می‌خورند و عناصر سنگین‌تر را می‌سازند. در مرکز ستاره‌های بزرگ آن‌قدر فشار و گرما زیاد می‌شود که فرایند همجوشی می‌تواند عناصر سنگین‌تر مثل اکسیژن و کربن را بسازد. اکسیژن، ۶۵ درصد وزن بدن ما و کربن ۱۸ درصد وزن بدن را ساخته‌اند. ستارگان بعد از مدتی سوخت هیدروژن خود را تمام می‌کنند و شروع به سوزاندن هلیوم می‌کنند. این فرایند ادامه پیدا می‌کند تا اتم‌های مختلف بوجود آیند و به عنصر ۲۶ام یعنی آهن برسیم. معمولا وقتی آهن زیادی تولید می‌شود، فرایند همجوشی در هسته متوقف می‌شود و هسته رو به سرد شدن می‌رود. بدین ترتیب ستاره شروع به بزرگ شدن می‌کند تا تبدیل به غول سرخ بشود. مثلا خورشید آن‌قدر بزرگ می‌شود که سیاراتی مثل زمین و مریخ را می‌بلعد. این فرایند قبل از مرگ ستاره رخ می‌دهد.

هسته‌ی ستاره‌ها نوعی رآکتور همجوشی هسته‌ای برای ساخت عناصر سنگین است.

بعد اینکه ستاره‌ها عمرشان به پایان می‌رسد، با انفجارهای کوچک یا انفجارهای بزرگی به نام ابرنواختر، عناصر بوجود آمده در مرکزشان را به فضای میان ستاره‌ای پخش می‌کنند. در همین رمبش و انفجار، بر اثر دما و فشار بوجود آمده، عناصر بیشتری مثل کریپتون، طلا، اورانیوم و غیره بوجود می‌آیند. این انفجار ابر یا سحابی بزرگی در فضا ایجاد می‌کند. یک سحابی که می‌تواند محل بوجود آمدن ستاره‌ها و سیارات دیگر باشد.

زمانی که منظومه‌ی شمسی ساخته شده، به همین ترتیب یک سحابی بزرگ از عناصر پخش شده‌ی ستارگان وجود داشته که تبدیل به معجونی عظیم شده و خورشید و همه‌ی سیاراتی که در منظومه‌ی شمسی می‌بینیم، از جمله زمین ساخته شده‌اند. هیدروژن دوباره در مرکز دیسک چرخنده‌ی برافزایشی جمع شده و خورشید را ساخته است. در کل هرچه در اطراف خود می‌بینیم از بیشتر همین عناصر جدول تناوبی که در فضا بوجود آمده‌اند ساخته شده‌اند. در فضا و دیگر سیارات هم که برویم به جز عناصر موجود در جدول تناوبی عنصر دیگری نمی‌بینیم. هرچه عدد اتمی بالاتر می‌رود، عناصر ناپایدارتر می‌شوند و هسته‌ی اتم نمی‌تواند مدت زمانی زیاد باقی بماند و خیلی زود دچار فروپاشی می‌شود.

ما و همه‌ی اشیاء اطرافمان از چند ده عنصر بیشتر تشکیل نشده‌ایم. عناصری که بیشتر آن‌ها در مهبانگ و ستاره‌ها ساخته شده‌اند.

در بازگشت به بدن خودمان برای روشن‌تر شدن باید گفت که بدن یک انسان مذکر بالغ متوسط از حدود ۵۷ درصد آب تشکیل شده است. هرچند که ۶۷ درصد عدد اتمی آب هیدروژن است، ولی فقط ۱۱ درصد وزن بدن از این اتم تشکیل شده است. چون هیدروژن اتم کاملا سبک‌تری نسبت به اکسیژن است. بنابراین بیشتر جرم بدن ما از اکسیژن تشکیل شده ولی بیشتر اتم‌های تشکیل دهنده‌ی بدن ما هیدروژن هستند. بسیاری از عناصر تشکیل دهنده‌ی یک درصد باقی مانده‌ی وزن بدن انسان، کاملا برای زندگی و سلامتی او ضروری هستند. مثلا عنصر فلوئور برای سالم ماندن دندان‌های او ضروری است. جالب است که بعضی عناصر اگر وارد بدن ما شوند، جان ما را به خطر می‌اندازند مثل کادمیوم، جیوه، سرب، یا عناصر رادیواکتیو.

یک انسان ۷۰ کیلوگرمی از حدود ۷ در ۱۰ به توان ۲۷ اتم تشکیل شده است. این تعداد حدود ۶۰ عنصر از ۱۱۸ عنصر جدول تناوبی را شامل می‌شود. ولی به هر حال نسبت آن در افراد مختلف فرق می‌کند. مثلا افراد چاق که چربی بیشتری دارند،‌ تعداد بیشتری اتم کربن دارند. بنابراین باید گفت که حدود ۹۰ درصد وزن بدن ما در ستاره‌ها و حدود ۱۰ درصد دیگر هم در انفجار بزرگی که ۱۳.۷ میلیارد سال پیش رخ داده، بوجود آمده است. پس اگر به دنبال موجودی فضایی می‌گردیم، بهتر است ابتدا در آینه نگاهی به خودمان بیندازیم!