Z crev.info/2019/01/ode-amazing-atom/ přeložil Pavel Akrman – 01/2019.
Základem všeho ve vesmíru je určitě jeden z nejúžasnějších objektů – prostý atom. Vůbec nejpozoruhodnější je samotné fungování atomů. Umíme je vyjádřit fyzikálními jednotkami, matematicky s nimi pracovat, ale jejich „proč“ je zcela určitě tajemstvím. Síly, které jim umožňují tvořit se a existovat, jsou skutečně ohromující.
Nejjednodušší atom je vodík s jedním protonem a jedním elektronem; ty nejsložitější atomy se skládají z velkého množství protonů, neutronů a elektronů a ty největší jsou značně nestabilní, u mnohých dochází okamžitě k radioaktivnímu rozpadu, což jim dává po jejich vzniku životnost sotva pár zlomků sekundy.
Ilustrační obrázek.
Atomy jsou v podstatě prázdný prostor s jádrem, obsahujícím proton a neutrony a které je obklopené obalem cirkulujících elektronů – všechny v přesných oběžných dráhách kolem jádra. Protony mají kladný elektrický náboj, elektrony záporný elektrický náboj a neutrony nemají žádný elektrický náboj. Proč kladné protony nepřitáhnou záporné elektrony a bum! – neměly by se vzájemně zneutralizovat a vytvořit neutron? Ne, to se neděje – z nějakého důvodu totiž elektrony nekonečně obíhají kolem atomového jádra, obsahujícího jeden nebo více protonů. Proč to tak je? Pokud vím, tak dosud nikdo neví, proč se elektrony řídí takto předepsanými přesnými orbity kolem jádra.
Elektrony jsou uspořádány do skořápek s maximálním povoleným počtem jednotek. Jak tento počet ve složitějších atomech narůstá, vytvářejí se další skořápky, opět s pevným maximálním počtem elektronů povolených pro každou skořápku. Orbity obíhajících elektronů v každé skořápce se uspořádají tak, aby do sebe vzájemně nenarážely; a znovu se ptám – jak k tomuto může dojít náhodně?
A úžasné je také to, když se dva atomy vodíku sloučí a vytvoří H2 (plynný vodík – jedna dvouatomová molekula vodíku, pozn. překl.) – nějakým způsobem se dvě elektronové skořápky spojí, aby se přetvořily do skořápky s číslem 8. Nebo když atom vodíku ztratí svůj elektron a stane se kladným iontem vodíku (jako v kyselém roztoku), nebo v mezihvězdné plazmě, kde si proton zachovává své místo. Nenaráží do jiných částic ve své blízkosti, ale zůstává oddělený. Jen někdy, pokud se pohybuje vysokou energií, narazí do sebe a dojde k narušení.
Stačí jen nepatrná změna v počtu protonů a elektronů a chemie a fyzika výsledného chemického prvku se radikálně změní. Jeden proton a jeden elektron tvoří vodík. H2 může být plyn, kapalina nebo dokonce kovově pevná látka (věří se, že takto existuje v jádrech některých planet). Spojte dva protony a dva elektrony a stále máte plyn: Helium. Nyní dejte tři protony a tři elektrony a máme tu první kov: Lithium. Přeskočte na šest protonů a šest elektronů (plus několik neutronů) a získáme uhlík, který je základem veškerého života a chemických sloučenin, čítajících několik set tisíc typů, přičemž každý z nich má své jedinečné vlastnosti.
Přeskočte na 25 protonů a elektronů a uprostřed té nesourodé směsice dalších kovů s blízkým počtem elementárních částic dostanete železo. Je ohromující, jak takové nepatrné změny ve skladbě atomu mohou vést k tak velké míře rozdílů ve výsledných elementárních ukazatelích!
Nádheru toho, jak všechny rozdílné prvky spadají do skupin podobných charakteristik, nejlépe dokládá Periodická tabulka prvků, kterou poprvé navrhl v roce 1869 ruský chemik Dimitrij I. Mendělejev (1834-1907).
Na obrázku je tabulka uspořádaná podle atomového čísla (počet protonů v jádře). Ve svislých sloupcích jsou prvky s podobnými vlastnostmi. Toto je nejběžnější vyobrazení, ale jsou i další způsoby znázornění tabulky prvků, jak ukazuje March Lorch na webu The Conversation.
Může toto být považováno za náhodný vesmír? Všechno musí dokonale fungovat, zejména pak chování atomů. Úžasné!
Atomy byly stvořeny či utvořeny nějakým procesem hned někdy na počátku vzniku vesmíru. My dokážeme popsat síly, kterými na sebe vzájemně působí subatomární částice, ale síly se netvoří samy od sebe. Aby mohly atomy existovat, musely být k tomu jemně vyladěny. Od samého počátku se chovají podle schématu, který jim umožnil zůstat stabilními, aniž by došlo k jejich zničení. Jak bylo vysvětleno výše, atomy mají konfiguraci vyžadující záporné elektrony, aby mohly zaujmout své místo a vykonávat pohyby, které je udržují oddělené od kladných protonů. V celkovém řádu věcí je to úchvatný způsob, jak spojit hmotu dohromady. Jak k tomu došlo? K tomu bylo zapotřebí nějaké nevyzpytatelné super inteligence. A teď si představte všechny atomy ve vesmíru. Odhaduje se, že existuje 1022 hvězd, a planet je pravděpodobně ještě víc. Toto vše je utvořeno z nepatrných, dokonale fungujících atomů!
Aktualizace 9. ledna 2019: Dr. Richter nás informoval o článku v časopise Chemical and Engineering News od Sama Lemonicka, který vyšel 7. ledna: „Periodická tabulka je ikonou. Ale chemici se dosud nedokážou shodnout ani na tom, jak ji uspořádat.“ Lemonick sdílí některé málo známé poznatky z historie tabulky a o předchůdcích a následovnících Mendělejeva. Je důležité si připomenout, že periodicita prvků je v přírodě skutečná, ale způsoby jejího grafického znázornění jsou lidské odhady. Výjimky v uspořádání toto pravidlo potvrzují: většina prvků a jejich vlastnosti se řídí periodickým pořadím, které nejpoužívanější diagram znázorňuje dobře smysluplným způsobem. Richter poznamenává: „Myslím, že článek není třeba přepisovat.“
Není celé stvoření obdivuhodné? Od atomu až po celý vesmír je všechno jemně vyladěné, aby mohly bytosti, jako jsme my, uvažovat a přemýšlet o moudrosti té Mysli, která to všechno vytvořila.
- Poznámka: Věděli jste, že rok 2019 byl vyhlášen Mezinárodním rokem Periodické tabulky chemických prvků? Věděli jste také, že objevitel tohoto uspořádání byl křesťan a biblicky věřící vědec jménem Dimitrij Mendělejev? On je také při příležitosti tohoto slavnostního výročí uctěn vědcem měsíce v našem časopisu Creation jako „výrazný symbol vědy.“ Sám Dr. Richter je jedním z významných členů naší biografické série.
Dr. Henry Richter
Dr. Henry Richter se narodil v Long Beach v Kalifornii a ve druhé světové válce krátce sloužil také v americkém námořnictvu. Od té doby získal vysokoškolské vzdělání BS a Ph.D. (v oboru chemie, fyzika a elektrotechnika) na kalifornském Technologickém institutu Pasadena Kalifornie. Poté odešel do JPL (Jet Propulsion Laboratory), která se stala součástí NASA. V té době tam vedl vývoj první svobodné kosmické sondy světa, satelit Explorer I. A následně prováděl kontroly vědeckých přístrojů v programech Ranger, Mariner a Surveyor. Z JPL přešel do společnosti Electro-Optical Systems a působil ve funkci zástupce generálního ředitele a jako technický ředitel. Dále pracoval v UCLA jako šéf vývojářského týmu v Mountain Park Research Campus. Také vlastnil firmu na výrobu elektroniky a působil v oblasti komunikačních inženýrských prací pro Sheriffs Department v okrese LA. Od roku 1977 byl konzultantem pro komunikaci s organizacemi Public Safety. Je celoživotním členem APCO, IEEE a American Chemical Society. Jeho kniha Americký skok do vesmíru podrobně popisuje počátky raketové techniky a svou vlastní roli při vypuštění první americké sondy Explorer 1 v roce 1958. Henry Richter je také autorem knihy Kosmická loď Země: Průvodce pro cestující, kterou napsal společně s Davidem Coppedge (Creation Ministries International, 2016). Pro Creation-Evolution Headlines je ctí mít Dr. Richtera jako svého autorského přispěvatele. Navštivte jeho autorský profil a podívejte se na jeho předchozí příspěvky.