Дали химичните елементи са се появили случайно?
„ВСЕКИ обект във вселената, дори и най–отдалечената звезда, е съставен от атоми“ — се обяснява в изданието The Encyclopedia of Stars & Atoms [„Енциклопедия на звездите и атомите“]. Отделните атоми са прекалено малки, за да бъдат видени, но събрани заедно, те съставляват известните химични елементи. Някои от тези елементи са твърди тела, които можем да видим; други са невидими газове. Може ли съществуването на всички тези химични елементи да бъде обяснено с една случайност?
Елементите от 1 до 92
Макар и да е най–простият от всички атоми, водородът е горивото на звезди като нашето слънце и е изключително важен за живота. Атомът на водорода съдържа един протон в ядрото си и един електрон, който се движи около това ядро. Другите химични елементи, като например въглеродът, кислородът, златото и живакът, са съставени от атоми с много електрони, които се движат около ядро от много протони и неутрони.
Преди около 450 години били известни само 12 химични елемента. С откриването на още елементи учените забелязали, че те са подредени по един природен начин. И когато били записани в таблица — в редове и колони, учените открили, че елементите от една колона имат подобни характеристики. Но в таблицата имало и пролуки, представляващи неизвестни елементи. Това накарало руския учен Дмитрий Менделеев да предскаже съществуването на елемента с атомен номер 32, германий, както и неговия цвят, тегло, плътност и точка на топене. Менделеевото „предсказание за други липсващи елементи — галий и скандий — също се оказа точно“ — отбелязва научната книга Chemistry [„Химия“] от 1995 г.
След време учените предсказаха съществуването на други неизвестни елементи и някои от техните характеристики. В крайна сметка бяха открити всички липсващи елементи. В таблицата вече няма пролуки. Природният начин на подреждане на елементите се основава на броя на протоните в ядрото на техните атоми, като започва от елемент номер 1 — водород, и продължава до последния елемент, който по принцип се среща в естествен вид на земята, номер 92 — уран. Дали това е просто съвпадение?
Обърни внимание също на голямото разнообразие от химични елементи. Златото и живакът са елементи с характерен блясък и цвят. Единият е твърд, а другият е течен. Въпреки това те са подредени един след друг като елементи с номера 79 и 80. Атомът на златото има 79 електрона, 79 протона и 118 неутрона. Атомът на живака има само един електрон повече, един протон повече и почти същия брой неутрони.
Дали е просто случайност, че една лека промяна в строежа на атомните частици поражда толкова богато разнообразие от елементи? А какво може да се каже за силите, които държат атомните частици заедно? „От най–малката частица до най–голямата галактика, всичко във Вселената следва правила, които са описани от законите на физиката“ — се обяснява в „Енциклопедия на звездите и атомите“. Представи си какво би станало, ако едно от тези правила се промени. Например, какво би станало, ако настъпи промяна в силата, която задържа електроните да се движат около ядрото на един атом?
Прецизно настроени физични сили
Да разгледаме какви може да са последствията, ако електромагнитната сила отслабне. „Електроните няма да се задържат в атомите“ — отбелязва професор Дейвид Блок в книгата си Star Watch [„Наблюдение на звездите“]. Какво би означавало това? „Ще имаме вселена, в която не е възможно осъществяването на химични реакции!“ — добавя той. Колко признателни можем да бъдем за неизменните закони, които правят възможни химичните реакции! Например, два атома водород се съединяват с един атом кислород, като образуват молекулата на скъпоценната вода.
Електромагнитната сила е около 100 пъти по–слаба от силното ядрено взаимодействие, което държи цяло ядрото на атома. Какво би станало, ако това съотношение се промени? „Ако относителната сила на ядреното и електромагнитното взаимодействие беше малко по–различна, то въглеродните атоми нямаше да могат да съществуват“ — обясняват учените Джон Бароу и Франк Типлър. Без въглерод не би съществувал живот. Въглеродните атоми представляват 20 процента от теглото на всички живи организми.
Също толкова важно е съотношението на електромагнитната сила и гравитацията. В списание New Scientist [„Ню сайънтист“] се обяснява: „И най–малката промяна в относителната сила на гравитацията и електромагнитното взаимодействие би превърнала звезди като нашето Слънце в сини гиганти [прекалено горещи за живота] или в червени джуджета [недостатъчно топли за поддържане на живота].“
Друга сила, слабото ядрено взаимодействие, контролира скоростта на ядрените реакции в слънцето. „Тя е слаба точно толкова, колкото да може водородът в слънцето да гори бавно и постоянно“ — обяснява физикът Фрийман Дайсън. Могат да бъдат дадени много други примери, показващи, че нашият живот зависи от прецизните и уравновесени закони и условия във вселената. Авторът на научна литература професор Пол Дейвис сравнява тези закони и условия във вселената с няколко потенциометъра и казва: „Изглежда така сякаш различните потенциометри трябва да са нагласени с голяма точност, за да бъде вселената такава, че животът да процъфтява.“
Много преди Сър Исак Нютон да открие закона за земното притегляне, в Библията се говорело за тези неизменни правила или закони. Мъжът Йов бил запитан: „Ти ли постанови правилата, които ръководят небето, ти ли определи законите на земната природа?“ (Йов 38:33, The New English Bible [„Нова английска Библия“]) Други смиряващи въпроси били „Где беше ти, когато основах земята?“ и „Кой определи мерките ѝ?“. — Йов 38:4, 5.
[Блок на страница 6]
ЖИЗНЕНОВАЖНИТЕ ЕЛЕМЕНТИ
Химичните елементи водород, кислород и въглерод съставляват около 98 процента от атомите в твоето тяло. След това идва азотът, който съставлява още 1,4 процента. Другите елементи се срещат в много малки количества, но въпреки това са необходими за живота.
[Блок на страници 6, 7]
(Цялостното оформление на текста виж в печатното издание)
До момента на публикуване на таблицата учените получиха елементите с атомен номер от 93 до 118 включително. Както се очакваше, тези елементи съответствуват на периодичната система.
[Източник]
Източник: Los Alamos National Laboratory
Име на елемента Символ Атомен номер
(брой на протоните)
водород H 1
хелий He 2
литий Li 3
берилий Be 4
бор B 5
въглерод C 6
азот N 7
кислород O 8
флуор F 9
неон Ne 10
натрий Na 11
магнезий Mg 12
алуминий Al 13
силиций Si 14
фосфор P 15
сяра S 16
хлор Cl 17
аргон Ar 18
калий K 19
калций Ca 20
скандий Sc 21
титан Ti 22
ванадий V 23
хром Cr 24
манган Mn 25
желязо Fe 26
кобалт Co 27
никел Ni 28
мед Cu 29
цинк Zn 30
галий Ga 31
германий Ge 32
арсен As 33
селен Se 34
бром Br 35
криптон Kr 36
рубидий Rb 37
стронций Sr 38
итрий Y 39
цирконий Zr 40
ниобий Nb 41
молибден Mo 42
технеций Tc 43
рутений Ru 44
родий Rh 45
паладий Pd 46
сребро Ag 47
кадмий Cd 48
индий In 49
калай Sn 50
антимон Sb 51
телур Te 52
йод I 53
ксенон Xe 54
цезий Cs 55
барий Ba 56
лантан La 57
церий Ce 58
празеодим Pr 59
неодим Nd 60
прометий Pm 61
самарий Sm 62
европий Eu 63
гадолиний Gd 64
тербий Tb 65
диспосий Dy 66
холмий Ho 67
ербий Er 68
тулий Tm 69
итербий Yb 70
лутеций Lu 71
хафний Hf 72
тантал Ta 73
волфрам W 74
рений Re 75
осмий Os 76
иридий Ir 77
платина Pt 78
злато Au 79
живак Hg 80
талий Tl 81
олово Pb 82
бисмут Bi 83
полоний Po 84
астат At 85
радон Rn 86
франций Fr 87
радий Ra 88
актиний Ac 89
торий Th 90
протактиний Pa 91
уран U 92
нептуний Np 93
плутоний Pu 94
америций Am 95
кюрий Cm 96
берклий Bk 97
калифорний Cf 98
айнщайний Es 99
фермий Fm 100
менделевий Md 101
нобелий No 102
лоуренсий Lr 103
ръдърфордий Rf 104
дубний Db 105
сиборгий Sg 106
борий Bh 107
хасий Hs 108
мейтнерий Mt 109
110
111
112
114
116
118
[Диаграма]
(Цялостното оформление на текста виж в печатното издание)
Дали редът и хармонията на елементите в периодичната система са показател за една случайност, или за интелигентен замисъл?
електрон
протон
неутрон
хелиев атом
[Диаграма/Снимка на страница 7]
(Цялостното оформление на текста виж в печатното издание)
Каква е причината за фината настройка на четирите физични сили?
ЕЛЕКТРОМАГНЕТИЗЪМ
СИЛНО ЯДРЕНО ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
ГРАВИТАЦИЯ
СЛАБО ЯДРЕНО ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
Молекула на водата
Ядро на атом
Син гигант
Червено джудже
Слънце