Ein kaltes Bier an einem heißen Tag oder ein Whisky-Schlummertrunk neben einem Kohlenfeuer. Ein wohlverdientes Glas kann Ihr Denken lockern, bis Sie sich in der Lage fühlen, die Geheimnisse von Leben, Tod, Liebe und Identität zu durchdringen. In solchen Momenten können Alkohol und Kosmos eng miteinander verbunden erscheinen.
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Daher sollte es vielleicht nicht überraschen, dass das Universum von Alkohol überflutet ist. In dem Gas, das den Raum zwischen den Sternen einnimmt, ist das harte Zeug fast allgegenwärtig. Was macht es dort? Ist es an der Zeit, einige große Raketen auszusenden, um sie zu sammeln?
Die chemischen Elemente um uns herum spiegeln die Geschichte des Universums und der Sterne in ihm wider. Kurz nach dem Urknall bildeten sich Protonen im expandierenden, abkühlenden Universum. Protonen sind die Kerne der Wasserstoffatome und Bausteine für die Kerne aller anderen Elemente.
Diese wurden seit dem Urknall größtenteils durch Kernreaktionen in den heißen, dichten Kernen von Sternen hergestellt. Schwerere Elemente wie Blei oder Gold werden nur in seltenen massiven Sternen oder unglaublich explosiven Ereignissen hergestellt.
Ethanolmolekül (Wikimedia Commons) Leichtere wie Kohlenstoff und Sauerstoff werden in den Lebenszyklen sehr vieler gewöhnlicher Sterne synthetisiert - einschließlich unserer eigenen Sonne. Wie Wasserstoff gehören sie zu den häufigsten im Universum. In den weiten Räumen zwischen den Sternen sind typischerweise 88% der Atome Wasserstoff, 10% Helium und die restlichen 2% hauptsächlich Kohlenstoff und Sauerstoff.
Das sind großartige Neuigkeiten für Schnapsliebhaber. Jedes Molekül Ethanol, der Alkohol, der uns so viel Freude bereitet, enthält neun Atome: zwei Kohlenstoff-, ein Sauerstoff- und sechs Wasserstoffatome. Daher das chemische Symbol C₂H₆O. Es ist, als würde sich das Universum absichtlich in eine monumentale Destillerie verwandeln.
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Die Zwischenräume zwischen Sternen werden als interstellares Medium bezeichnet. Der berühmte Orionnebel ist vielleicht das bekannteste Beispiel. Es ist die der Erde am nächsten gelegene und mit bloßem Auge sichtbare Region der Sternentstehung - wenn auch noch mehr als 1.300 Lichtjahre entfernt.
Während wir uns auf die farbenfrohen Teile des Nebels wie Orion konzentrieren, in denen Sterne auftauchen, kommt der Alkohol hier nicht her. Aufstrebende Sterne erzeugen intensive ultraviolette Strahlung, die nahe gelegene Moleküle zerstört und die Bildung neuer Substanzen erschwert.
Orionnebel (Wikimedia Commons) Stattdessen müssen Sie die Teile des interstellaren Mediums betrachten, die den Astronomen als dunkel und wolkig erscheinen und nur schwach von fernen Sternen beleuchtet werden. Das Gas in diesen Räumen ist extrem kalt, etwas weniger als -260 ° C oder etwa 10 ° C über dem absoluten Nullpunkt. Das macht es sehr träge.
Es ist auch fantastisch weit verbreitet. Nach meinen Berechnungen gibt es auf der Erde auf Meereshöhe ungefähr 3 × 10 25 Moleküle pro Kubikmeter Luft - das sind drei, gefolgt von 25 Nullen, eine enorm große Zahl. In der Höhe eines Passagierflugzeugs (ca. 36.000 Fuß) beträgt die Dichte der Moleküle etwa ein Drittel dieses Werts - beispielsweise 1x10 25 . Wir würden Schwierigkeiten haben, außerhalb des Flugzeugs zu atmen, aber das ist in absoluten Zahlen immer noch ziemlich viel Benzin.
Vergleichen Sie dies nun mit den dunklen Teilen des interstellaren Mediums, wo es typischerweise 100.000.000.000 Partikel pro Kubikmeter oder 1x10 11 gibt und oft viel weniger als das. Diese Atome kommen selten nahe genug, um miteinander zu interagieren. Dabei können sie Moleküle bilden, die weniger anfällig für weitere Hochgeschwindigkeitskollisionen sind als auf der Erde.
Der Beweis ist da draußen. (Tragoolchitr Jittasaiyapan) Wenn ein Kohlenstoffatom beispielsweise auf ein Wasserstoffatom trifft, können sie als Molekül namens Methylidin (chemisches Symbol CH) zusammenkleben. Methylidin ist hoch reaktiv und wird daher auf der Erde schnell zerstört, kommt jedoch im interstellaren Medium häufig vor.
Einfache Moleküle wie diese können leichter auf andere Moleküle und Atome treffen und bauen langsam komplexere Substanzen auf. Manchmal werden Moleküle durch ultraviolettes Licht von fernen Sternen zerstört, aber dieses Licht kann Partikel auch in leicht unterschiedliche Versionen von sich selbst verwandeln, die als Ionen bezeichnet werden, wodurch der Bereich der Moleküle, die sich bilden können, langsam erweitert wird.
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Die Herstellung eines 9-Atom-Moleküls wie Ethanol unter diesen kühlen und dürftigen Bedingungen kann noch sehr lange dauern - sicherlich viel länger als die sieben Tage, die Sie möglicherweise auf dem Dachboden zu Hause gären, geschweige denn die Zeit, die Sie benötigen, um zum zu gehen Sprituosenladen.
Aber es gibt Hilfe von anderen einfachen organischen Molekülen, die anfangen, zu Staubkörnern zusammenzukleben, so etwas wie Ruß. Auf den Oberflächen dieser Körner finden chemische Reaktionen viel schneller statt, da die Moleküle in ihrer Nähe gehalten werden.
Es sind daher kühle Rußregionen, die potenziellen Geburtsorte der Zukunft, die komplexe Moleküle dazu anregen, schneller aufzutauchen. An den markanten Spektrallinien der verschiedenen Partikel in diesen Regionen können wir erkennen, dass es Wasser, Kohlendioxid, Methan und Ammoniak gibt - aber auch viel Ethanol.
Platz für mehr! (Africa Studio) Wenn ich jetzt viel sage, muss man die Weite des Universums berücksichtigen. Und wir sprechen immer noch nur von ungefähr einem von 10 Millionen Atomen und Molekülen. Angenommen, Sie könnten mit einem halben Liter Glas durch den interstellaren Raum reisen und dabei nur Alkohol aufschöpfen. Um genug für ein halbes Liter Bier zu sammeln, müsste man ungefähr eine halbe Million Lichtjahre zurücklegen - viel weiter als die Größe unserer Milchstraße.
Kurz gesagt, es gibt unglaublich große Mengen an Alkohol im Weltraum. Da es jedoch über wirklich enorme Entfernungen verteilt ist, können sich die Getränkehersteller leicht ausruhen. Es wird ein kalter Tag an der Sonne sein, bevor wir herausfinden, wie wir etwas davon einsammeln können.
Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation veröffentlicht.
Alexander MacKinnon, Dozent, Astrophysik, Universität Glasgow
