Gold kommt tatsächlich aus dem Universum! Können Wissenschaftler Gold „produzieren“?

Jeder weiß, dass viele Substanzen künstlich synthetisiert werden können. Beispielsweise können Wissenschaftler mithilfe hochtechnologischer Geräte eine Umgebung mit hohen Temperaturen und hohem Druck schaffen und Kohlenstoffelemente zur Synthese von Diamanten verwenden. Woher also kommt Gold und warum kann es nicht mithilfe hochtechnologischer Geräte synthetisiert werden? Folgen wir Pangke und gehen wir zu den Wissenschaftlern, um die Antworten zu finden!

Fat Ke: Wissenschaftler, Wissenschaftler, woher kommt Gold? Warum ist es so teuer?

Wissenschaftler: Es ist teuer, weil die Erde Gold nicht selbst produzieren kann. Das heißt, die Goldmenge auf der Erde ist dieselbe wie zum Zeitpunkt ihrer Entstehung. Wenn wir mehr abbauen, wird der „Bestand“ geringer. Ist es nicht teuer? Und woher kommt das Gold? Dies ist ein sehr langes Thema. Haben Sie die Geduld, es anzuhören?

Fatko: Natürlich!

● Es stellt sich heraus, dass „Gold“ ein außerirdisches Produkt ist

Wissenschaftler: Astrophysiker haben entdeckt, dass Gold aus seltenen Sternkatastrophen stammt. Als die Erde vor 4,6 Milliarden Jahren entstand, sanken Schwermetalle, darunter auch Gold, ins Erdinnere, und auf der Erdoberfläche gab es fast keine Metalle wie Gold. Vor vier Milliarden Jahren wurde die neu entstandene Erde jedoch während einer Periode namens „Spätes Schweres Bombardement“ schwer getroffen, als ein Sturm kleiner Körper sie traf und Gold und andere neue Metalle auf die Erde brachte.

Der erste hervorzuhebende Punkt ist, dass tatsächlich alle Elemente, aus denen die gesamte Materie auf der Erde besteht, aus dem Weltraum stammen. Wir entdeckten sie nach und nach auf der Erde und begannen 1869, sie im berühmten Periodensystem von Mendelejew vom leichtesten zum schwersten anzuordnen. von Wasserstoff mit nur einem Proton bis zu Plutonium mit 94 Protonen, aber wir wussten damals nicht, woher sie kamen …

Die beiden leichtesten Elemente – Wasserstoff und Helium – entstanden beide spontan zu Beginn des Universums und sind die Rohstoffe, aus denen alle frühen Sterne aufgebaut wurden. Während der nachfolgenden Entwicklung der Sterne werden durch Kernfusionsreaktionen schwerere Elemente mit höheren Protonenzahlen erzeugt. Bald gab es Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Kalzium, die Elemente, aus denen unser Körper besteht. Sterne verteilen diese Elemente im umgebenden Raum, wodurch ihr Gehalt in den Nebeln weiter zunimmt. Schließlich kollabierte der Nebel und die Sonne, die Erde und andere Planeten und kleine Himmelskörper entstanden.

Kurz gesagt: Alles Gold auf der Erde stammt aus einer Superkatastrophe, die sich im Universum vor der Geburt der Sonne ereignete.

● Die lange Reise der „Goldsuche“

Fat Ke: Gold kommt tatsächlich aus dem Universum! Was geschah im Universum, um Gold zu erschaffen?

Wissenschaftler: Wissenschaftler wollten eigentlich schon lange wissen, woher schwere Elemente wie Gold, Platin und Uran im Universum stammen. Es wurde viel Zeit und Energie darauf verwendet, die Antwort zu finden. Die Erforschung des Unbekannten ist ein Prozess ständiger Mutmaßungen, Überprüfungen, Umstürze und Neuanfänge. Auch die Reise der Wissenschaftler auf der „Goldsuche“ ist voller Wendungen.

Früher glaubten Wissenschaftler, dass Supernova-Explosionen am Lebensende eines Sterns genügend Energie liefern könnten, um schwere Atome zu erzeugen.

Ob es jedoch noch weitere Quellen gibt, ist nicht ganz sicher.

Bis 2018 kam es bei dieser Frage zu keinen Fortschritten.

Neutronensterne sind das Produkt des Kernkollapses massereicher Sterne. Forscher haben herausgefunden, dass zwei Neutronensterne, die sich aufgrund der Schwerkraft umeinander drehen, turbulente Gravitationswellen ins Universum abgeben. Die beiden Neutronensterne verlieren aufgrund von Gravitationswellen an Bahnenergie, nähern sich einander allmählich an, kollidieren und explodieren. Auf dieser Grundlage haben Forscher ein Modell der Neutronensternverschmelzung entwickelt, das zeigt, dass es zu einem als Kilonova bezeichneten Explosionsphänomen kommt und dass bei diesem Prozess auch genügend Energie freigesetzt wird, um eine große Zahl neuer schwerer Elemente zu bilden: Gold, Silber, Uran, Platin und andere Schwermetalle. Es ist erwähnenswert, dass diese „große Menge“ groß genug ist, um in Einheiten der Erdmasse gemessen zu werden.

Schließlich wurde am 17. August 2017 das erwartete Gravitationswellensignal erstmals vom Gravitational Wave Laser Interferometer Observatory in den Vereinigten Staaten registriert. Später wurden durch optische Infrarotteleskope Schwermetallbestandteile wie Gold und Platin entdeckt. Die seit langem bestehende Theorie, dass Schwermetalle aus Kollisionen von Neutronensternen stammen, wurde endlich vorläufig bestätigt. Und diese Beobachtung ergab, dass es etwa zehn Erdmassen Gold und Platin enthielt.

Fatko: Wow! Wie sich herausstellte, haben die Wissenschaftler auf diese Weise eine weitere Quelle für Goldatome ermittelt.

Wissenschaftler: Nach dieser Überprüfung haben Wissenschaftler bestätigt, dass bei Kollisionen von Neutronensternen auch Schwermetalle wie Gold, Silber, Uran und Platin entstehen können. Allerdings sind sich die Wissenschaftler noch nicht darüber einig, welcher Produktionsmechanismus vorherrschend ist.

Eine 2020 im Astrophysical Journal veröffentlichte Analyse der Galaxienentwicklung aus Australien ergab, dass bei Kollisionen von Neutronensternen nicht die bisher angenommene Menge an schweren Elementen entsteht und selbst die optimistischsten Schätzungen der Häufigkeit von Neutronensternkollisionen nicht erreicht werden können. Dies bedeutet, dass der kosmische Goldgehalt, der durch Kollisionen von Neutronensternen entsteht, möglicherweise nur einen sehr kleinen Teil der bisherigen Beobachtungen ausmacht und die Rolle der Neutronensterne möglicherweise stark überschätzt wurde.

Obwohl der Ursprung des Goldes bis heute ungewiss ist, glaube ich, dass das Rätsel in naher Zukunft gelöst wird.

● Versuche der Wissenschaftler, Gold herzustellen

Pangke: Es stellt sich heraus, dass die Wissenschaftler bei ihrer Suche nach der Goldquelle so viele Vermutungen angestellt und Untersuchungen durchgeführt haben. Solch ein unbezwingbarer Entdeckergeist ist wirklich bewundernswert! Pang Ke hat noch eine kleine Frage. Der Mensch kann Atome mithilfe von Kernreaktoren oder Teilchenbeschleunigern erzeugen. Haben Wissenschaftler also schon einmal versucht, Gold künstlich herzustellen?

Wissenschaftler: Natürlich haben wir es versucht, aber derzeit können wir Goldatome nur durch die Kollision von Atomen in Geräten wie Teilchenbeschleunigern erzeugen. Doch genauso wie es Millionen von Jahren dauert, bis in die Erde ausgestoßene Goldatome zerfallen und sich ansammeln, bevor sie abgebaut und vom Menschen genutzt werden können, müssen auch Wissenschaftler dieselben chemischen und physikalischen Veränderungen durchlaufen, wenn sie Gold künstlich „produzieren“ wollen. Der erforderliche langwierige Prozess übersteigt die menschlichen Fähigkeiten.

Fat Ke: So ist das also! Vielen Dank für die Beantwortung unserer Fragen!

Das Gold auf der Erde ist nicht unendlich und wir, die wir auf der Erde leben, können das zweite Geschenk des Universums kaum erwarten. Es ist „teuer“, weil die Ressource nicht erneuerbar ist und auch wegen des unermüdlichen Wissensdurstes der Wissenschaftler. „Mit kontinuierlicher Akkumulation werden Sprünge und Durchbrüche folgen.“ Das Universum ist riesig und grenzenlos. Alle heutigen Entdeckungen sind lediglich Ausgangspunkte und die menschliche Erforschung des Universums wird niemals enden.