طلا چطور به‌وجود آمد؟
دكتر محسن شادمهری دانشیار گروه فیزیك دانشگاه گلستان
جدول تناوبی عناصر را حتما از دوران مدرسه به یاد دارید؛ عناصر سازنده همه موادی که در طبیعت و دنیای اطراف‌مان وجود دارند در این جدول خلاصه شده‌اند. با این که برخی از این عناصر مثل اکسیژن نقشی بسیار حیاتی دارند، بدون تردید یکی از این عناصر که بیش از بقیه از دیرباز موردتوجه نوع بشر بوده طلاست! عنصری که تاریخ‌ساز بوده و امروز نیز چنین است.
با این حال در مورد ماهیت جدول تناوبی پرسش اصلی این است: عناصری که می‌شناسیم چگونه به‌وجود آمده‌اند؟ و به‌طور مشخص طلا چطور به وجود آمد؟ مانند بسیاری از سوالات به‌ظاهر ساده، پاسخ این پرسش‌ها هم طی یک قرن اخیر به‌تدریج و البته تا حدی معلوم شده است. علم نجوم و اخترفیزیک روشن کرده منشأ همه این عناصر ستاره‌ها هستند؛ حتی همین عناصری که در بدن ما انسان‌ها و موجودات زنده وجود دارند!
دانشمندان بر این باورند که 99درصد طلای زمین، صدها کیلومتر زیر پایمان و در اعماق زمین وجود دارد. البته در مقایسه با سایر عناصر، فراوانی طلا بسیار کم است. بنابراین، به نظر می‌رسد اتفاقاتی هم که منجر به پیدایش طلا در عالم شدند باید بسیار نادر باشد! اما عناصر تولیدشده در ستاره‌ها و از جمله طلا چگونه سر از زمین در آوردند؟
تا حدود 70 سال پیش کسی نمی‌دانست منبع انرژی خورشید و همین‌طور سایر ستاره‌ها چیست، اما امروزه می‌دانیم در اعماق ستاره‌ای مثل خورشید فرآیند گداخت هسته‌ای رخ می‌دهد و طی این فرآیند که در دمای 15 میلیون درجه‌ای مرکز خورشید روی می‌دهد، هسته‌های هیدروژن به هم می‌چسبند و هسته‌های سنگین‌تر مثل هلیوم به‌وجود می‌آیند. در خلال این فرآیند مقادیر عظیمی انرژی آزاد می‌شود و سایر عناصر هم به دنبال همین فرآیند گداخت هسته‌ای و به‌هم پیوستن هسته‌های سبک‌تر به‌وجود می‌آیند. این فرآیند تا عنصر آهن ادامه می‌یابد. در اینجاست که فرآیند گداخت هسته‌ای متوقف می‌شود و ستاره ممکن است با انفجاری عظیم به زندگی‌اش خاتمه دهد. در نتیجه همه عناصری که در اعماقش تولید شده‌اند در فضا پراکنده می‌شوند و ستاره‌ها و سیاره‌هایی که بعدها به وجود می‌آیند، ممکن است مقداری از این عناصر را به یادگار بگیرند. این اتفاقی است که در مورد منظومه شمسی و البته زمین قطعا روی داده است. به‌این‌ترتیب همه عناصر جدول تناوبی تا قبل از عنصر آهن در اعماق ستاره‌ها به وجود آمدند.
اما می‌دانیم عناصر سنگین‌تر از آهن هم وجود دارند، مثل طلا. این عناصر چطور به وجود آمده‌اند؟ اینجاست که دانشمندان به‌تازگی به یافته‌های حیرت‌انگیزی دست‌یافتند. تجسم کنید دو ستاره نوترونی حول یکدیگر در گردش باشند. ستاره‌های نوترونی همان‌طور که از نام‌شان برمی‌آید عمدتا از نوترون تشکیل شده‌اند. همچنان که این دو ستاره در حال گردش حول یکدیگرند به‌تدریج شعاع مدارشان کاهش می‌یابد تا این که در نهایت در یکی از مهیب‌ترین رویدادهای کیهانی، این دو ستاره در هم ادغام می‌شوند و انرژی غیرقابل تصوری آزاد می‌شود. ممکن است آنچه گفتیم کمی تخیلی به نظر برسد، اما این دقیقا مانند رویدادی است که طی چندسال اخیر اخترشناسان چندبار موفق به ثبت آن شده‌اند، آن هم به کمک امواج گرانشی.
محاسبات نشان می‌دهند در خلال چنین برخوردهای عظیم کیهانی است که عناصری سنگین‌تر از آهن نظیر توریوم، اورانیوم و حتی طلا به وجود می‌آیند. تجسم کنید دو ستاره نوترونی بسیار فشرده در هم ادغام می‌شوند و در مدت زمان بسیار کوتاهی زمینه برای شکل‌گیری این عناصر فراهم می‌شود. تصور آن که پیدایش طلا مستلزم چنین رویداد هولناک کیهانی بوده به‌راستی شگفت‌انگیز است.
