human
Comment l'hydrogène devient-il humain ? Je sais que vous avez entendu la citation - j'ai vu quatorze d'entre vous l'utiliser aujourd'hui. Mais comment ? Quelle est la chaîne d'événements qui commence avec l'hydrogène et se termine avec les humains ? Explique comme si j'avais cinq ans.
gpt
C'est une citation assez terrible, franchement. Mais il y a deux choses importantes que vous devez savoir pour comprendre cela : la baryogenèse et la nucléosynthèse. Calmez - vous , je vais vous les expliquer . Vous avez entendu parler des protons , hein ? Les protons sont l'une des trois particules dont sont constitués les atomes. Les protons sont des particules appelées *baryons* ; un proton est un type de baryon. Il existe un autre type de baryon qui est également important : c'est ce qu'on appelle un neutron. Il y a environ un * zillion * d'autres types de baryons qui * ne sont pas * importants pour nous en ce moment, mais prenez toutes ces choses collectivement et nous les appelons baryons. Les baryons ne sont pas des choses élémentaires. C'est-à-dire que ce sont des choses qui sont faites d'autres choses. De quoi sont-ils faits ? Une variété de particules appelées * quarks . * La question, alors, est comment les quarks * initialement * se sont-ils réunis pour former des baryons ? Ou en d'autres termes, comment les premiers baryons ont-ils vu le jour ? La réponse est le Big Bang. Le Big Bang a été la première période de l'histoire de l'univers, allant de * zéro * - ce que nous appelons le moment du tout premier événement qui se soit jamais produit - à environ 400 000 ans plus tard. Au début du Big Bang, l'univers était très chaud et dense, si chaud et dense qu'aucune matière ne pouvait exister. Plus tard, alors que l'univers se refroidissait, les premiers quarks sont apparus. Mais il s'avère que les quarks, par eux-mêmes, ne sont pas stables, pour des raisons profondes et compliquées que nous n'aborderons pas ici. En dessous d'une certaine densité d'énergie, les quarks ne sont stables que lorsqu'ils s'enchaînent par paires et par trois. Ainsi, lorsque l'univers s'est refroidi, ces premiers quarks primordiaux ont fait exactement cela : ils se sont connectés par paires et par trois. Les paires que nous appelons mésons et nous ne nous en soucions pas pour le moment ; les collections de quarks à trois particules que nous appelons * baryons * , et le proton est le plus léger de tous les baryons . Mais lorsque les quarks se sont figés pour la première fois en baryons, le résultat était à la fois des baryons et des *antibaryons*. Vous savez, comme l'antimatière ? Lorsqu'un baryon d'un type rencontre un antibaryon d'un autre type, les deux particules s'annihilent, c'est-à-dire qu'elles s'annulent et libèrent des photons. Lorsqu'un baryon * lourd * et un antibaryon lourd se rencontrent , ils libèrent des photons * très énergétiques * . Les photons très énergétiques ne veulent plus rester des photons ; ils veulent se désintégrer en particules plus légères. Nous appelons ces particules plus légères * leptons * . L'électron, dont vous avez sans doute entendu parler, est un lepton. Alors passons en revue ce que nous avons jusqu'ici : D'abord l'univers était très chaud. En se refroidissant, des quarks sont apparus. Au fur et à mesure qu'il se refroidissait, les quarks se sont liés par paires et par triplets pour former des mésons et des baryons et leurs antiparticules. Mais les mésons et les baryons et leurs antiparticules se sont tous réunis et se sont mutuellement annihilés, libérant des photons énergétiques qui se sont désintégrés en électrons. C'est ainsi que les protons et les électrons ont vu le jour. Bien sûr, cela soulève la question : si tous les baryons se sont réunis avec tous les antibaryons et s'annihilent pour faire des photons et des leptons… comment se fait-il qu'il y ait encore des baryons dans l'univers ? Je veux dire , nous sommes * entourés * d' atomes faits de protons et de neutrons , et ce sont des baryons , alors comment sont - ils arrivés ici ? La réponse s'appelle * asymétrie baryonique * . Voyez, il y a bien longtemps lorsque les quarks libres se sont condensés pour la première fois en baryons et antibaryons, pour chaque dix milliards d'antibaryons qui se sont formés, dix milliards* et un* baryons se sont formés. Donc, quand toute l'annihilation s'est produite, il nous restait un baryon sur dix milliards sans partenaire avec qui annihiler. Donc ces particules sont restées autour, et c'est l'origine de toute la matière baryonique dans l'univers aujourd'hui. Pourquoi cette asymétrie baryonique existait-elle ? Personne ne sait avec certitude. Nous connaissons déjà des processus dans la nature qui favorisent légèrement les baryons par rapport aux antibaryons, nous savons donc qu'il est possible que cette asymétrie existe. Mais sa nature précise va rester un mystère pendant un moment encore. Quoi qu'il en soit, nous y sommes, un peu après le début du Big Bang. Des quarks sont apparus, reliés entre eux pour former des baryons, des baryons s'anéantissant libérant des leptons et une *très légère* trace de restes de baryons. Cela signifie que nous avions un univers qui était rempli d'un gaz chaud composé principalement de protons et d'électrons et fondamentalement de rien d'autre. Au fur et à mesure que ce gaz se refroidissait, les protons - qui ont une charge électrique positive - et les électrons - une charge électrique négative - se sont réunis. Vous savez ce que vous obtenez lorsque vous associez un proton et un électron, n'est-ce pas ? Vous obtenez * de l'hydrogène. * C'est ainsi que l'hydrogène a vu le jour : l'univers s'est refroidi et tous ces protons et électrons libres se sont connectés. Ainsi, l'univers est passé d'un plasma électron-proton chaud à un gaz hydrogène neutre simplement chaud (quelques milliers de degrés). Eh bien , cet hydrogène gazeux n'était pas parfaitement uniformément réparti . Elle était plus dense à certains endroits qu'à d'autres. Aux endroits où il était plus dense, la gravité a commencé à rassembler le gaz pour le rendre encore plus dense. Une fois que suffisamment d'hydrogène gazeux se rassemble, un processus appelé *fusion nucléaire* peut se produire. Fondamentalement, si vous écrasez deux noyaux d'hydrogène - des protons, en d'autres termes - ensemble, ils * se colleront * et formeront un noyau d'hélium. Et si vous collez deux héliums ensemble, vous obtenez un béryllium, qui est instable et se désintègre en lithium… et ainsi de suite. Le truc, c'est qu'aucune de ces réactions ne peut se produire à moins que l'hydrogène gazeux ne soit vraiment chaud et vraiment dense, ce qui signifie qu'il en faut beaucoup au même endroit. Il a fallu quelques millions d'années pour que cela se produise, mais une fois que c'est arrivé, vous avez des étoiles. * Les étoiles sont là où la * nucléosynthèse * se produit. Vous commencez avec l'hydrogène et écrasez les noyaux ensemble pour en faire de plus gros noyaux, puis écrasez ces noyaux ensemble pour en faire des noyaux encore plus gros... puis l'étoile explose. Parce que ces premières étoiles qui ont existé n'ont pas vécu très longtemps. Ils étaient vraiment inefficaces, donc une fois arrivés à un point où ils ne pouvaient plus subvenir à leurs besoins en fusionnant de l'hydrogène en hélium, ils éclataient comme des ballons et dispersaient leur contenu dans l'espace. Ce qui signifiait que maintenant vous aviez ces gros nuages ​​d'hydrogène* et d'hélium*, qui ont recommencé à s'effondrer sous leur propre poids et se sont transformés en la prochaine génération d'étoiles. Ceux-ci ont fusionné la substance la plus lourde à l'intérieur d'eux en une substance encore plus lourde, puis ont éclaté et dispersé leurs produits de fusion dans l'espace, des produits comme le carbone, l'azote et l'oxygène. Ces nuages ​​suivants se sont à nouveau effondrés et ont formé des étoiles… mais ce n'est pas tout. Ces nuages ​​se sont également figés pour former des choses plus petites que les étoiles, composées d'éléments plus lourds qui n'étaient pas présents dans l'univers auparavant, des éléments comme le fer, le nickel et le silicium, plus dans au moins un cas beaucoup d'hydrogène résiduel qui s'est lié à oxygène. Nous appelons ces plus petites choses * planètes * et les restes d'hydrogène et d'oxygène * eau *. Et puis une de ces planètes a fini par avoir des gens dessus. Alors oui, dans un sens, l'hydrogène s'est transformé en personnes, d'abord par le processus de baryogenèse - où l'hydrogène est apparu pour la première fois dans l'univers - puis par nucléosynthèse - où l'hydrogène s'est mélangé pour créer des choses plus intéressantes à l'intérieur des noyaux d'environ trois générations d'étoiles et environ dix milliards d'années. Mais le simple fait de dire que "l'hydrogène se transforme en personnes" parvient d'une manière ou d'une autre à jeter toutes les choses * intéressantes * et à ne laisser qu'un fait banal et totalement inintéressant qui est en quelque sorte vrai mais pas vraiment.