Vznikly prvky náhodou?

„KAŽDÝ objekt ve vesmíru, dokonce i ta nejvzdálenější hvězda, se skládá z atomů,“ vysvětluje dílo The Encyclopedia of Stars & Atoms. Jednotlivé atomy jsou příliš malé na to, aby bylo možné je vidět, ale jsou-li vázány dohromady, vytvářejí známé chemické prvky. Některé z těchto prvků jsou pevné látky, které vidět můžeme; jiné jsou neviditelné plyny. Lze snad vysvětlit existenci všech těchto chemických prvků jako náhodu?

Prvky s atomovým číslem 1 až 92

Přestože atom vodíku je nejjednodušší ze všech atomů, tento prvek slouží jako palivo hvězd podobných našemu Slunci a je velmi důležitý pro život. Atom vodíku má jeden proton ve svém jádře a jeden elektron, který okolo tohoto jádra obíhá. Jiné chemické prvky, například uhlík, kyslík, zlato a rtuť, jsou tvořeny atomy, které mají mnoho elektronů obíhajících okolo jádra, jež obsahuje mnoho protonů a neutronů.

Přibližně před 450 lety bylo známo jen dvanáct chemických prvků. Když byly objevovány další, vědci si všimli, že mezi těmito prvky je určitý přirozený řád. A když je vědci uspořádali do řad a sloupců určité tabulky, odhalili, že prvky, které jsou ve stejném sloupci, mají podobné vlastnosti. V tabulce však byly také mezery, jež představovaly neznámé prvky. To vedlo ruského vědce Dmitrije Mendělejeva k tomu, aby předpověděl existenci prvku s atomovým číslem 32, germania, a také jeho barvu, atomovou hmotnost, hustotu a bod tání. Jak uvádí vědecká učebnice Chemistry (Chemie), která byla vydána v roce 1995, Mendělejevova „předpověď týkající se dalších chybějících prvků — gallia a skandia — se rovněž ukázala jako velmi přesná“.

Vědci časem předpověděli existenci dalších neznámých prvků a některé z jejich vlastností. Nakonec byly objeveny všechny chybějící prvky. V tabulce již nejsou žádné mezery. Přirozený řád prvků je založen na počtu protonů v jádru jejich atomů, a to počínaje prvkem, který má atomové číslo 1 — tedy vodíkem —, a konče posledním prvkem, který se obvykle přirozeně vyskytuje na zemi a který má atomové číslo 92 — tedy uranem. Je to pouhá shoda okolností?

Uvažujme také o velké rozmanitosti chemických prvků. Zlato a rtuť jsou prvky, které mají typickou lesklou barvu. První z nich je pevná látka a druhý je kapalina. Nicméně jako prvky s atomovým číslem 79 a 80 stojí v tabulce vedle sebe. Atom zlata má 79 elektronů, 79 protonů a 118 neutronů. Atom rtuti má ve srovnání s atomem zlata jen jeden  elektron a jeden proton navíc a v podstatě stejný počet neutronů.

Je pouhou náhodou, že nepatrná změna v uspořádání částic atomu s sebou nese tak velkou rozmanitost prvků? A co síly, které vážou částice atomu k sobě? Dílo The Encyclopedia of Stars & Atoms vysvětluje: „Všechno ve vesmíru — od jeho nejmenší částice až po jeho největší galaxii — se řídí pravidly, která jsou popsána zákony fyziky.“ Představme si, co by se stalo, kdyby se jedno z těchto pravidel změnilo. Co kdyby se například pozměnila síla, která elektrony udržuje v pohybu okolo atomového jádra?

Přesně nastavené fyzikální síly

Uvažujme, jaké následky by to mělo, kdyby elektromagnetická interakce byla slabší. Doktor David Block ve své knize Star Watch říká: „Elektrony by již nebyly vázány k atomům.“ Co by to však znamenalo? Doktor Block pokračuje: „Měli bychom vesmír, v němž by nemohly probíhat žádné chemické reakce!“ Můžeme být opravdu velmi vděčni za pevně stanovené zákony, které umožňují, aby chemické reakce probíhaly. Vždyť například dva atomy vodíku sloučené s jedním atomem kyslíku vytvářejí molekulu drahocenné vody.

Elektromagnetická interakce je asi stokrát slabší než silná interakce, která drží pohromadě jádra atomů. Co by se stalo, kdyby se změnil tento poměr? Vědci John Barrow a Frank Tipler vysvětlují: „Kdyby byl vzájemný poměr sil mezi silnou interakcí a elektromagnetickou interakcí nepatrně odlišný, potom by nemohly existovat atomy uhlíku.“ Bez uhlíku by nebyl žádný život. Atomy uhlíku představují 20 procent hmotnosti všech živých organismů.

Velmi důležité je také to, jak velká je elektromagnetická interakce ve srovnání s interakcí gravitační. Časopis New Scientist uvádí: „Nejnepatrnější změna vzájemného poměru mezi gravitační a elektromagnetickou interakcí by proměnila hvězdy podobné Slunci v modré obry [příliš žhavé na to, aby mohl existovat život] nebo v červené trpaslíky [nedostatečně žhavé pro existenci života].“

Jiná síla — slabá interakce — řídí rychlost jaderných reakcí ve Slunci. Fyzik Freeman Dyson říká: „[Slabá interakce] je právě tak slabá, aby vodík ve Slunci hořel pomalu a stále.“ Mohli bychom si uvést mnoho dalších příkladů, abychom si ukázali, jak náš život závisí na citlivě vyvážených zákonech a podmínkách, které existují ve vesmíru. Profesor Paul Davies, autor vědecko-populární literatury, přirovnal tyto vesmírné zákony a podmínky k sestavě knoflíků a napsal: „Zdá [se], že má-li být vesmír takový, aby v něm byly podmínky pro život příznivé, musejí být jednotlivé knoflíky vyladěny neobyčejně jemně.“

Dlouho předtím, než sir Isaac Newton objevil gravitační zákon, Bible na tato pevná pravidla neboli zákony poukazovala. Jobovi byla položena otázka: „Vyhlásil jsi zákony, které řídí nebesa, nebo určil jsi přírodní zákony na zemi?“ (Job 38:33, The New English Bible) Dostal i jiné otázky, které ho přivedly k pokoře: „Kdes byl, když jsem zakládal zemi?“ a „Kdo stanovil její míry, pokud to víš?“ (Job 38:4, 5)

[Rámeček na straně 6]

PRVKY NEZBYTNÉ PRO ŽIVOT

Vodík, kyslík a uhlík jsou chemické prvky tvořící asi 98 procent atomů, z nichž se skládá vaše tělo. Po nich následuje dusík, jehož atomy zaujímají další 1,4 procenta. Ostatní prvky se sice vyskytují ve velmi malém množství, ale přesto jsou pro život nezbytné.

[Tabulka a nákres na straně 6 a 7]

(Úplný, upravený text — viz publikaci)

 Do doby vydání tohoto čísla „Probuďte se!“ vědci vytvořili prvky s atomovým číslem 93 nebo vyšším, a to až k atomovému číslu 118. Jak se dalo očekávat, tyto prvky přesto odpovídají modelu periodické tabulky.

[Podpisek]

Pramen: Los Alamos National Laboratory

Název prvku Značka Atomové číslo (počet protonů)

vodík H 1

lithium Li 3

beryllium Be 4

sodík Na 11

hořčík Mg 12

draslík K 19

vápník Ca 20

rubidium Rb 37

stroncium Sr 38

cesium Cs 55

baryum Ba 56

francium Fr 87

radium Ra 88

helium He 2

bor B 5

uhlík C 6

dusík N 7

kyslík O 8

fluor F 9

neon Ne 10

hliník Al 13

křemík Si 14

fosfor P 15

síra S 16

chlor Cl 17

argon Ar 18

skandium Sc 21

titan Ti 22

vanad V 23

chrom Cr 24

mangan Mn 25

železo Fe 26

kobalt Co 27

nikl Ni 28

měď Cu 29

zinek Zn 30

gallium Ga 31

germanium Ge 32

arsen As 33

selen Se 34

brom Br 35

krypton Kr 36

yttrium Y 39

zirkonium Zr 40

niob Nb 41

molybden Mo 42

technecium Tc 43

ruthenium Ru 44

rhodium Rh 45

palladium Pd 46

stříbro Ag 47

kadmium Cd 48

indium In 49

cín Sn 50

antimon Sb 51

tellur Te 52

jod I 53

xenon Xe 54

hafnium Hf 72

tantal Ta 73

wolfram W 74

rhenium Re 75

osmium Os 76

iridium Ir 77

platina Pt 78

zlato Au 79

rtuť Hg 80

thallium Tl 81

olovo Pb 82

bismut Bi 83

polonium Po 84

astat At 85

radon Rn 86

rutherfordium Rf 104

dubnium Db 105

seaborgium Sg 106

bohrium Bh 107

hassium Hs 108

meitnerium Mt 109

110

111

112

114

116

118

lanthan La 57

cer Ce 58

praseodym Pr 59

neodym Nd 60

promethium Pm 61

samarium Sm 62

europium Eu 63

gadolinium Gd 64

terbium Tb 65

dysprosium Dy 66

holmium Ho 67

erbium Er 68

thulium Tm 69

ytterbium Yb 70

lutecium Lu 71

aktinium Ac 89

thorium Th 90

protaktinium Pa 91

uran U 92

neptunium Np 93

plutonium Pu 94

americium Am 95

curium Cm 96

berkelium Bk 97

kalifornium Cf 98

einsteinium Es 99

fermium Fm 100

mendělevium Md 101

nobelium No 102

lawrencium Lr 103

[Nákres]

(Úplný, upravený text — viz publikaci)

Svědčí řád a soulad mezi prvky v periodické tabulce o pouhé náhodě, nebo spíše o inteligentním plánu?

Atom helia

elektron

proton

neutron

[Nákres a obrázky na straně 7]

(Úplný, upravený text — viz publikaci)

Jak je možné vysvětlit, že tyto čtyři fyzikální síly jsou přesně nastaveny?

ELEKTROMAG. INTERAKCE

SILNÁ INTERAKCE

GRAVITAČNÍ INTERAKCE

SLABÁ INTERAKCE

Molekula vody

Atomové jádro

Modrý obr

Červený trpaslík

Slunce