‘Voorgangers leven ontstonden in extreme kou’

Share Button

Vlak bij het absolute nulpunt begint het te spoken. Bizarre chemische reacties die volgens gevestigde chermische theorieen theoretisch onmogelijk zijn, vinden plaats in de diepten van de interstellaire ruimte. Het begint tot steeds meer astrofysici door te dringen dat de ‘doodse’ ruimte rond het absolute nulpunt heel wat uitermate interessante processen herbergt.

De Perseus moleculaire wolk op ongeveer 600 lichtjaar afstand bevat een gas dat helemaal niet kan bestaan volgens gangbare chemische theorie. Bron: Universiteit van Wisconsin

De Perseus moleculaire wolk op ongeveer 600 lichtjaar afstand bevat een gas dat helemaal niet kan bestaan volgens gangbare chemische theorie. Bron: Universiteit van Wisconsin

Moleculen die niet kunnen bestaan
Hoe lager de temperatuur, hoe langzamer reacties verlopen. De reden is dat de bewegingssnelheid van moleculen bij lagere temperatuur afneemt, waardoor ze onvoldoende energie hebben om andere moleculen te breken -absoluut noodzakelijk om een reactie te starten-en ook, dat er veel minder botsingen plaatsvinden.

Zou deze theorie kloppen, dan zou de interstellaire ruimte alleen eenvoudige moleculen zoals waterstof of water moeten bevatten. Ondertussen weten we echter uit meer dan drie decennia radioastronomie dat er in de interstellaire ruimte enorme hoeveelheden ingewikkelde moleculen voorkomen. Denk aan allerlei aminozuren, buckyballen en dergelijke. Onmogelijk, volgens gevestigde chemische theorieen. Toch zijn de spectrografische ‘handtekeningen’ van deze moleculen, specifieke golflengtes waarop deze uitzenden en absorberen, onweerlegbaar in radiogolven aangetoond. Het laatste voorbeeld:  methoxy-radicalen, H3C-O. Deze bleken voor te komen in een nevel op 600 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Perseus.

Kwantumtunneling
Dit zette astrochemici aan het denken. Zagen ze wellicht iets over het hoofd? Uit nieuw onderzoek blijkt nu inderdaad, dat de chemie van lage temperaturen veel interessanter is dan we hadden durven vermoeden. Pogingen om de reactie die methoxy produceert plaats te laten vinden door de uitgangsstoffen te laten condenseren op stofdeeltjes, mislukten hopeloos.

Toen ondernamen chemici een nieuwe poging, door gebruik te maken van kwantumtunneling. Een andere reactieroute maakt gebruik van een hydroxylradicaal,OH.: CH4 + OH. -> H3CO. +H2 (de punt achter OH. en H3CO. geeft aan dat het om incomplete moleculen (radicalen) gaat).

Om deze reactie plaats te laten vinden moet kwantumtunneling plaatsvinden, waardoor het methaanmolecuul en het hydroxylradicaal zich op een gegeven moment op dezelfde plaats bevinden. Inderdaad bleek zich wel methoxy te vormen als de temperatuur verlaagd werd tot 63 kelvin (-210 C). De reactie vond zelfs 50 maal sneller plaats dan bij 200 kelvin (de temperatuur hartje winter op Antarctica of in de koudepool van Siberie).

Hoe werkt kwantumtunneling?
Een ijzeren natuurkundige wet is de onzekerheidsrelatie van Heisenberg. Deze levert enkele onzekerheidsparen op, bijvoorbeeld: hoe nauwkeuriger de snelheid bekend is, hoe onnauwkeuriger de plaats bekend is. (Er zijn er meer, zoals massa en tijd bij virtuele deeltjes). Van een stilstaand deeltje is de snelheid zeer nauwkeurig bekend, die is namelijk precies nul. Dus moet de plaats zeer onnauwkeurig zijn, m.a.w. het deeltje heeft veel weg van een wazige wolk. Deze wolk kan door energiebarrieres heenlekken, ‘tunnelen’. In het gevalvan de chemische reactie in dit artikel: de elektrostatische afstoting tussen moleculen.

Wat houdt zich schuil out there?
Duidelijk is in ieder geval dat ook bij cryonische temperaturen opmerkelijk interessante chemische processen voorkomen. De kans is zelfs aanwezig dat zich complexe structuren kunnen gaan vormen. Cryonisch leven lijkt vergezocht, maar is niet op voorhand uit te sluiten. Wellicht kan kwantumtunneling de functie overnemen van enzymen.

Bron
R.J.Shannon et al., Accelerated chemistry in the reaction between the hydroxyl radical and methanol at interstellar temperatures facilitated by tunneling, Nature Chemistry (2013)

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

23 reacties

  1. antares schreef:

    Oh wat weer een gaaf artikel, het wordt weer visionair in plaats van financieel.

  2. Bemoeier schreef:

    Misschien werkt de kosmische straling als katalysator.

  3. Douwe schreef:

    Interessant, is er ergens al een interessante online cursus te doen waarin mensen al deze nieuwe inzichten uitgelegd kunnen krijgen. Ik krijg namelijk sterk het idee dat wat mij op dit vlak op de middelbare school verteld is toe is aan een fikse update. En het up to date houden van de natuurwetenschappen oftewel hoe het universum werkt is toch wel vrij zinvol willen we als mensheid technologisch vooruitgang blijven maken.

    • Antilochos schreef:

      Hier idem.
      Ik vraag mij af hoeveel mensen dit werkelijk wel nog kunnen begrijpen, of hoeveel denken dat ze het begrijpen…

    • antares schreef:

      @Douwe.
       
      De aarde en haar bevolking, betekenen als we niet oppassen, niets, in hun geschiedenis en toekomst. Dit in vergelijking met de werkelijk oneindige reeks van gebeurtenissen in verleden, heden, en toekomst in de multikosmos. Ik zag aan jouw reactie, de realisatie denk ik, van mogelijk o.a. deze waarde en de realiteit daarvan. Voor mij ben je daarom een visionair, ook al verschillen we waarschijnlijk doorlopend van meningen. Wilde ik nog even als laatste opmerking voorlopig, hier op visionair tegen jouw gezegd hebben, je bent een visionair.

    • Bemoeier schreef:

      Misschien alleen Wikipedia voorlopig, of de Khan academy.

  4. paul.r schreef:

    Een zeer interessant stukje en de moeite waard om dit te volgen. Dat ga ik thuis weer eens rustig uitvogelen, tevens bedankt voor de link van de bron. Mvg uit Malgrat (SP), Paul.

    • paul.r schreef:

      Ps: het onderwerp deed me denken aan de ontdekking van de Baccillus stratosphericus in de stratosfeer. P.

      • antares schreef:

        In ieder geval welkom terug Paul, ook al ben je hier nog niet, ik hoop dat je daar geniet. :)

        • paul-r schreef:

          Beste Andre, bedankt voor de welkom. Weet ik heb alles wel steeds gevolgd. En zoals je hier boven al aangaf, eindelijk weer eens een ander onderwerp dan geld. Maar daar staat tegenover, dat niets is losmakelijk te zien van geld. Wel ben ik een voorstander van de natuurwetenschappen, maar ja zo heeft een ieder zijn invulling. Houdt je haaks, mvg Paul.

  5. antares schreef:

    Paul, we hebben grondstoffen nodig; in de ruimte kunnen we die halen, oneindige voorraden zijn daar aanwezig.
     
    We hebben onbeperkt energie nodig; de zon kan ons daarin voorzien, de techniek is er, i.d.v.van o.a. zonnepanelen. Voor opslagcapaciteit en productie, (ook in de ruimte) zie link,  http://www.visionair.nl/wetenschap/nieuw-materiaal-belooft-superbatterij/
    mijn opmerking daar.
    Dan 3D printers, die voor voedsel, onderdak en verder alles wat je maar bedenken kan, de productie daarvan overnemen.
     
    Daarna heb je nooit geld meer nodig, voor wat dan ook. Dit moet echter wel in de juiste volgorde geschieden:
     
    De bestaande, wereldwijd slecht functionerende systemen voldoen ondanks dat, om dit op te zetten. Gooi de knuppel in het hoenderhok, en er ontstaat voor lange tijd zo’n chaos, dat bovenstaande weg naar de vrijheid te laat zal komen. 
     
    Ik zie alle maatschappijen en systemen (bijna alle) op de wereld, als een sloperij, waar je nu nog de juiste werkende onderdelen uit kunt halen. Zet een groep, elkaar napratende activisten met tunnelvisie de boel eerst op zijn kop, dan gaan we als soort onze ondergang tegemoet. Met lede ogen zie en lees ik de wel en geen onzin, over foute geldstromen en regeringsvormen. Dit terwijl anderen zwoegen om die foute systemen zonder strijd en massaal bloedvergieten, hun kracht te ontnemen.
     
    Geldt ligt straks nog slechts in musea, niemand wil er nog arbeid voor leveren als alles gratis uit de 3D printers komt rollen.
     
     
     
     

    • antares schreef:

      Ik bedoel natuurlijk geld. ;)

    • paul-r schreef:

      Beste Andre, alweer een aantal jaren terug heb ik eens een film gezien, hoe de wereld er ongeveer uit zou zien als de mensheid zou uitsterven, als dat eind plaatje daadwerkelijk zou uitkomen, daar lusten de honden geen brood van. de titel ben ik jammer genoeg vergeten. De mogelijkheden die jij omschrijft, kan ik me redelijk goed in vinden en zou het een mooi gegeven zijn. Maar ja, de medaille heeft ook een keerzijde, dat is de geschreven natuurkundige wetgeving nl: je zult eerst de mensheid in zijn algemeenheid moeten omturnen en de informatie, die opgeslagen is in ons DNA moeten verwijderen. Om deze informatie daarna opnieuw in te stellen, zoals het hoort. Dit duurt, als het al zou lukken, een aantal generaties. En dan nog zou je alsnog moeten wachten en zien of het ook daadwerkelijk tot het gewenste resultaat zal leiden, ook hier heb ik mijn twijfels over, gezien de wetgeving. Maw, die 3D printers komen er, maar het financiele plaatje zal altijd blijven bestaan, dit kan je nooit meer losmakelijk zien van ons bestaan. Mvg Paul.

  6. antares schreef:

    Hallo Paul, dat denk jij. Wij reflecteren door interactie met onze omgeving. Slechts zolang die niet veranderd is, veranderen de meesten ook niet. Dat zit ook in ons dna, of genen. Dus eerst de omgeving en omstandigheden veranderen, en dan veranderen de mensen vanzelf.
     
    Overigens, ik zit de komende weken lekker aan de friese noordwest kust. Al lekker aan zee wezen kijken en uitwaaien. ;)

    • antares schreef:

      P.S.
       
      Bekijk de voor mij althans, mega interessante documentaire “CRADLE OF THE GODS” eens, en zie wat wij mensen kunnen als het moet, en de wil er is.

      • paul-r schreef:

        Beste Andre, je hebt zonder meer een punt zoals jij dat benoemd. Ik zie het dan ook als een mede onderdeel, die noodzakelijk zijn voor de totale veranderingen van de mensheid. Doe de zwarte haan de groeten van me, ik zal daar weer veel in het najaar zijn om naar de trekvogels te kijken. Mvg Paul.

  7. antares schreef:

    Het proces dat Germen in dit artikel beschrijft, kan theoretisch in alle redelijkheid aan te nemen, ook in onze omgeving hier hebben plaatsgevonden. Panspermie op grote schaal is dan het mogelijke gevolg. Maar wat is dan weer de betekenis van groot, in verhouding tot een oneindig onderdeel van het multiversum? Ik denk, er zou een tot leven leidende katalysator opgesloten kunnen zitten, in het ontstaan van stabiele, dus gestolde energie, (materie=voorwaarde) en een interactie tussen alle vormen daarvan, in alle omstandigheden. Mocht dit zo zijn, (ikzelf denk dat het zo werkt) dan is leven gedeeltelijk voor mij bewezen, gebonden aan stof. Bewustzijn is weer onlosmakelijk gebonden aan stof en energie. Hoe energie zich werkelijk gedraagt, weten we bij lange na nog niet, Maar de volgorde van het ontstaan van een geschikte, stoffelijke matrix voor intelligentie of bewustzijn spreekt voor zich. We weten absoluut niet wat voor energie-golflengten we achterlaten als we sterven, of waartussen leven interageerd. 

  8. antares schreef:

    Even voor de algemeens voorkomende, intellectuele medemens:
     
    Maak jezelf!!!!!     :)

  9. paul-r schreef:

    Andre, dat is het juiste antwoord, ga op zoek naar je zijn en handel daar naar. Mvg Paul.

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger