Cosmos: Possible Worlds - First Season

Materians rike samlar sina rikedomar på många nivåer.

Fram tills nyligen trodde vi att det bara fanns en.

Vi visste inte att det fanns fler.

När vi tänder en tändsticka frigör den kemiska reaktionen energi-

som lagrats i molekylerna.

Gamla kemiska bindningar bryts och nya bildas.

De intilliggande molekylerna börjar röra sig fortare-

och temperaturen ökar.

Snart självförökar de sig i en sorts kedjereaktion.

Energin i en låga kan ha varit instängd i flera år-

i kemiska bindningar mellan atomer-

-mellan elektronerna som kretsat kring kärnan.

När vi gör en eld frigör vi denna dolda kemiska energi.

Men det finns en djupare nivå av materia som rymmer en annan energi.

I mitten av en atom.

Dess kärna.

Denna gömda skatt bildades för miljarder år sedan-

-i avlägsna stjärnor långt innan jorden bildades.

Det är det som driver stjärnorna.

Att pressa fram denna kunskap från naturen är en kosmisk övergångsrit.

De varelser som är smarta nog-

-att resa så djupt in i naturens labyrint måste vara försiktiga.

Hemligheterna bakom stjärnorna är inte att leka med.

Precis som eld, kan det väcka världar till liv och bränna ner dem igen.

Vad är en atom?

Vad består atomer av? Hur sitter de ihop?

Hur kan något så litet som en atom innehålla så mycket kraft?

Var kommer atomer ifrån?

Samma ställe som vi.

När vi letar efter atomens ursprung, letar vi efter vårt eget ursprung.

Sökandet för oss till rymdens och tidens djup.

Jag vill berätta en berättelse om två atomer.

Följ med mig.

För längesen, innan jorden fanns-

fanns det en sträcka kall, tunn gas.

Den bestod av enkla atomer.

Och de strävade mot varandra.

Så molnet blev större.

Atomkärnorna innehöll små och tunga partiklar.

Väte innehöll protoner och helium innehöll också protoner.

De hade båda två ett hölje av elektroner som kretsade kring dem.

Atomerna inuti molnet rörde sig fortare och fortare-

-och gravitationen drog dem närmare och närmare.

Tills allt kollapsade.

Kollapsen höjde temperaturen så mycket-

-att molnet blev en naturlig fusionsreaktor.

Med andra ord, en stjärna.

Atomer som fungerade inom fysikens lagar-

möttes och slogs samman i mörkret.

Och då bildades ljus.

I detta skum av partiklar bildades en kärna i en an atomerna-

en heliumatom.

Efter miljarder år är stjärnan nu gammal-

-efter att ha förvandlat allt väte till helium.

Nu när det är dags för stjärnan att dö-

återgår den till sin kärna igen.

Kan du hitta vår heliumatom?

Den förenades med två andra och bildade kolatomen.

Det är det som händer i en stjärna.

Snart kommer kolatomen falla ur den enorma stjärnan-

och in i den stora rymden.

Atomen är här färgad blå för att den ska synas i myllret.

Samtidigt i en annan del av galaxen...

Uppenbarade sig liknande processer när stjärnor föddes och dog.

Den andra atomen i vår berättelse bildades i en döende stjärnas kärna.

När den blev en supernova-

-förenades 226 protoner och neutroner till en kolatom-

och bildade en uranatom.

Vi har färgat den röd-

-för att kunna följa den på sin resa genom rymden.

Som av en slump rör de sig in i Vintergatan-

-och stöter på varandra i ett litet solsystem.

Vårt.

Vår kolatom har rest lång för att bli en del av vår planet.

Efter miljarder år förenades den med en komplex molekyl-

-som har egenskapen att skapa identiska kopior av sig själv.

Kolatomen spelar en liten roll i livets ursprung.

Kolatomen har inte varit medveten om denna förökning.

Och inte haft någon fri vilja.

Den är bara en liten kugge i ett stort kosmiskt maskineri-

i enlighet med naturens lagar.

Och den andra atomen?

Uranatomen som bildades i supernovan?

Vad har hänt med den?

Vår värld föddes i en eld.

Och denna lilla atom drogs till den.

Kanske red den på en detonationsvåg från en supernova.

Eller så drogs den till vår sol genom gravitationen-

-och drogs länge och längre in i det inre-

vilket liknade ett helvete.

Jordens yta svalnade snart men insidan förblev flytande.

Magman cirkulerar långsamt-

-och vår uranatom förflyttades med åren-

-från den innersta mitten upp till ytan.

Trots de höga temperaturerna och trycket inne i jorden-

hotades aldrig atomens integritet.

Atomer är små, gamla, hårda och uthålliga.

Allt innehåller atomer. Även vi.

Men fram till de senaste åren av 1800-talet-

-kände vi inte till den vilda aktiviteten inuti atomen.

Det är här de två atomerna-

-från olika ändar av Vintergatan till slut möttes.

Det hände i Paris.

Kolatomen studerades av en av världens största forskare.

Det var bara några år efter upptäckten av röntgenstrålar.

Marie Curie och hennes man och forskkningspartner, Pierre-

-ville veta hur materia kan göra det möjligt-

-att se igenom huden och till och med väggar.

Kunskapen om att det fanns ovanliga platser på jorden-

-där stenar som är rika på uran besitter dessa egenskaper-

inspirerade Marie i sin forskning.

Den matta bruna malmen blandad med tallbarr-

-kom från den del av östra Europa som i dag är Tjeckien.

Men materialet var väldigt sällsynt och att destillera en liten mängd-

-krävde en lång och arbetsam ansträngning.

Hon skrev senare:

"Vi levde i vår enda sysselsättning som i en dröm."

De arbetade under hemska förhållanden för att rena malmen-

-till ett mineral som kallas pechblände-

vilket innehöll 50-80 procent uran.

Det var en stor prestation-

-men Marie och Pierre jagade något ännu ovanligare.

Det tog dem tre år att bearbeta tonvis med malm-

-för att isolera endast en tiondels gram-

av en substans som kallas radium.

Marie och Pierre hade upptäckt ett helt nytt grundämne.

De visade att radium var helt opåverkat-

av extrema temperaturer.

Det var konstigt.

De flesta saker som utsätts för sådan värme förändras dramatiskt.

Och det fanns något mer. Energi strålade ut ur materialet.

Inte genom kemiska reaktioner utan genom en okänd mekanism.

Marie Curie kallade detta fenomen för radioaktivitet.

Hon och Pierre beräknade att energin som utsöndrades från en klump radium-

-skulle vara högre än att bränna samma mängd kol.

Radioaktivitet var miljoner gånger starkare-

än kemisk energi.

Skillnaden mellan att frigöra den inneboende energin i molekylerna-

-och den större kraften som finns längre ner.

Mellan Marie, Pierre, lilla Irene och mannen hon senare gifte sig med-

-fick familjen fem nobelpris i fysik och kemi.

Flaskorna och rören men pechblände som de hade förädlat-

-utsöndrade rester av radiumpartiklar.

De var så starka att de lyste upp labbet om nätterna.

Som Marie skrev flera år senare: "De var som jordstjärnor"-

-"dessa lysande rör i det ruffiga skjulet."

Marie drog den rätta slutsatsen att de lyste-

-på grund av något som hände inuti den radioaktiva atomkärnan.

I tusentals år trodde man att atomer var den minsta enheten av materia.

Curies jordstjärnor var bevis på att inuti atomen-

-fanns en värld där ännu mindre partiklar samspelade.

Ett hundra år efter denna magiska natt-

-lyste Marie Curies kokböcker fortfarande-

-av den fina radioaktivitet som hon upptäckt.

Men det tog tid innan de mörkare konsekvenserna-

-av denna djupare förståelse av naturen-

-upptäcktes av en visionär som hette H.G. Wells.

En författare som var bra på att göra nya upptäckter-

-till berättelser som fängslade världen.

Och att förutse de allvarliga konsekvenserna som ingen annan.

H.G. Wells som först föreställde sig tidsmaskinen och alieninvasioner-

-hade en mardröm om en framtida värld där atomer gjorts till vapen.

I sin bok "The World Set Free" från 1913-

myntade han uttrycket atombomb-

-och släppte dem på hjälplösa civilbefolkningar.

Han föreställde sig ett kärnvapenkrig mellan England och Tyskland-

-i den avlägsna framtiden under 1950-talet.

1933 funderade den ungerske fysikern Leo Szilard på att bli biolog.

Dr Szilard? Mår du bra där inne?

Han läste Wells bok som fick honom att tänka.

Szilard visste att atomer bestod av protoner och neutroner på insidan-

-och var omringad av elektroner på utsidan.

Plötsligt, när han väntade på grön gubbe i en korsning i London-

slogs han av tanken-

-att om han kunde hitta en tillräckligt stor mängd av ett ämne-

-som kunde skapa två neutroner och absorbera en-

skulle det starta en kedjereaktion.

Två skulle bilda fyra, fyra skulle bilda åtta och så vidare-

-tills en ofantlig mängd energi inuti kärnan kunde frigöras.

Ingen kemisk reaktion, utan en kärnreaktion.

I det här ögonblicket förändrades världen.

Leo Szilard kände också till exponentialkraften-

-och om en kedjereaktion kan startas inuti en atomkärna-

-kan Wells påhittade atombomb vara möjlig att skapa.

Han rös av tanken på denna ödeläggande kraft.

Det var den senaste utvecklingen i en serie av våld-

som börjat långt, långt tidigare.

För femtio tusen år sedan var alla människor strövande jägare.

De kommunicerade över begränsade ytor genom att ropa till varandra-

-med ljudets hastighet, runt 1 200 kilometer i timmen.

Men på större ytor kunde de bara kommunicera så fort som de sprang.

För 12 000 år sedan, ungefär samtidigt som jordbruket uppfanns-

-utvecklades konsten att döda på längre avstånd.

Avståndet ökade till bågen från en pil som skjuts med pilbåge.

De kunde döda en person med en enda pil.

Våra förfäder var inte så krigiska-

-för det fanns så få människor och så mycket plats-

-att rörelse var bättre än väpnad konflikt.

Deras vapen användes nästan bara till jakt.

Deras identifikationsnivå var nog liten-