Het die elemente per toeval ontstaan?

“ELKE voorwerp in die Heelal, selfs die mees verafgeleë ster, bestaan uit atome”, verduidelik The Encyclopedia of Stars & Atoms. Individuele atome is te klein om te sien, maar wanneer hulle saamgepak is, vorm hulle bekende chemiese elemente. Party van hierdie elemente is vaste stowwe wat ons kan sien; ander is onsigbare gasse. Kan die bestaan van al hierdie chemiese elemente deur die toeval verklaar word?

Elemente 1 tot 92

Hoewel waterstof die eenvoudigste van alle atome is, voorsien dit sterre soos ons son van brandstof en is dit noodsaaklik vir lewe. ’n Waterstofatoom het een proton in sy kern en een elektron wat om daardie kern beweeg. Ander chemiese elemente, soos koolstof, suurstof, goud en kwik, bestaan uit atome met baie elektrone wat om ’n kern met baie protone en neutrone beweeg.

Sowat 450 jaar gelede was slegs 12 chemiese elemente bekend. Namate meer ontdek is, het wetenskaplikes opgemerk dat hulle ’n natuurlike orde weerspieël. En toe die elemente in rye en kolomme in ’n tabel geplaas is, het wetenskaplikes ontdek dat elemente in dieselfde kolom soortgelyke eienskappe het. Maar daar was ook gapings op die tabel, wat onbekende elemente verteenwoordig het. Die Russiese wetenskaplike Dmitri Mendelejef het na aanleiding hiervan die bestaan van die element met die atoomgetal 32, germanium, voorspel, sowel as die kleur, gewig, digtheid en smeltpunt daarvan. Mendelejef se “voorspelling oor ander ontbrekende elemente—gallium en skandium—was ook baie akkuraat”, sê die wetenskaphandboek Chemistry, wat in 1995 uitgegee is.

Mettertyd het wetenskaplikes die bestaan van ander onbekende elemente en sommige van hulle kenmerke voorspel. Uiteindelik is al die ontbrekende elemente ontdek. Daar is nie meer enige gapings op die tabel nie. Die natuurlike volgorde van elemente is gebaseer op die aantal protone in die kern van hulle atome, wat begin met element nommer 1, waterstof, en voortgaan tot die laaste element wat gewoonlik natuurlik op die aarde voorkom, nommer 92, uraan. Is dit net toevallig?

Beskou ook die groot verskeidenheid chemiese elemente. Goud en kwik is elemente met ’n kenmerkende glans. Die een is ’n vaste stof en die ander is ’n vloeistof. En tog volg hulle opmekaar as elemente 79 en 80. ’n Goudatoom het 79 elektrone, 79 protone en 118 neutrone. ’n Kwikatoom het net een elektron  en een proton meer, en min of meer dieselfde aantal neutrone.

Is dit net per toeval dat ’n effense wysiging in die rangskikking van atomiese deeltjies so ’n groot verskeidenheid elemente voortbring? En wat van die kragte wat die atomiese deeltjies saambind? “Alles in die Heelal, van die kleinste deeltjie tot die grootste sterrestelsel, is aan kragte onderhewig wat deur die wette van die fisika beskryf word”, verduidelik The Encyclopedia of Stars & Atoms. Dink net wat sou gebeur het as een van daardie wette verander het. Sê byvoorbeeld ’n verandering word gemaak aan die krag wat elektrone om die kern van ’n atoom laat beweeg?

Fyn ingestelde fisiese kragte

Dink aan die gevolge as die elektromagnetiese krag verswak sou word. “Elektrone sou nie meer aan atome gebind wees nie”, sê dr. David Block in sy boek Star Watch. Presies wat sou dit tot gevolg hê? “Ons sou ’n heelal hê waarin geen chemiese reaksies moontlik is nie!” sê hy verder. Hoe dankbaar kan ons tog wees vir die onveranderlike wette wat chemiese reaksies moontlik maak! Twee waterstofatome verbind byvoorbeeld met een suurstofatoom om ’n kosbare watermolekule te vorm.

Die elektromagnetiese krag is ongeveer 100 keer swakker as die sterk kernkrag wat die kern van atome bymekaarhou. Wat sou gebeur as hierdie verhouding verander word? “As die relatiewe sterkte van die kern- en elektromagnetiese kragte effens anders was, sou koolstofatome nie bestaan het nie”, verduidelik die wetenskaplikes John Barrow en Frank Tipler. Sonder koolstof sou daar geen lewe gewees het nie. Koolstofatome verteenwoordig 20 persent van die gewig van alle lewende organismes.

Die sterkte van die elektromagnetiese krag in vergelyking met gravitasie is ook kritiek. “Die geringste verandering in die relatiewe sterkte van gravitasie en elektromagnetiese krag”, verduidelik die tydskrif New Scientist, “sou sterre soos die Son in bloureuse [heeltemal te warm vir lewe] of rooidwerge [nie warm genoeg om lewe te onderhou nie] verander.”

’n Ander krag, die swak kernkrag, beheer die tempo van kernreaksies in die son. “Dit is net swak genoeg sodat die waterstof in die son teen ’n stadige en bestendige tempo brand”, verduidelik die fisikus Freeman Dyson. Talle ander voorbeelde kan gegee word om te toon hoe ons lewe afhang van die fyn ingestelde wette en toestande wat in die heelal gevind word. Die wetenskapskrywer professor Paul Davies het hierdie universele wette en toestande met ’n stel knoppe vergelyk en gesê: “Dit lyk of die verskillende knoppe ongelooflik fyn ingestel moet wees vir lewe om in die heelal te floreer.”

Lank voordat sir Isaac Newton die wet van gravitasie ontdek het, het die Bybel na sulke onveranderlike wette verwys. Die man Job is gevra: “Het jy die wette aangekondig wat die hemele beheer, of die natuurwette op die aarde vasgestel?” (Job 38:33, The New English Bible). Ander verootmoedigende vrae was: “Waar was jy toe Ek die aarde gegrond het?” en “Wie het sy afmetinge bepaal?”—Job 38:4, 5.

[Venster op bladsy 6]

NOODSAAKLIKE ELEMENTE

Die chemiese elemente waterstof, suurstof en koolstof maak ongeveer 98 persent van die atome in jou liggaam uit. Dan kom stikstof, wat ’n verdere 1,4 persent daarvan uitmaak. Ander elemente kom in baie klein hoeveelhede voor, maar is nietemin noodsaaklik vir lewe.

[Tabel/Diagram op bladsy 6, 7]

(Sien publikasie vir oorspronklike teksuitleg)

 Ten tyde van publikasie het wetenskaplikes elemente 93 en groter vervaardig, tot en met element 118. Soos verwag kon word, het hierdie elemente nog steeds in die patroon van die periodieke tabel gepas.

[Erkenning]

Bron: Los Alamos National Laboratory

Naam van element Simbool Atoomgetal (aantal protone)

waterstof H 1

helium He 2

litium Li 3

berillium Be 4

boor B 5

koolstof C 6

stikstof N 7

suurstof O 8

fluoor F 9

neon Ne 10

natrium Na 11

magnesium Mg 12

aluminium Al 13

silikon Si 14

fosfor P 15

swael S 16

chloor Cl 17

argon Ar 18

kalium K 19

kalsium Ca 20

skandium Sc 21

titaan Ti 22

vanadium V 23

chroom Cr 24

mangaan Mn 25

yster Fe 26

kobalt Co 27

nikkel Ni 28

koper Cu 29

sink Zn 30

gallium Ga 31

germanium Ge 32

arseen As 33

seleen Se 34

broom Br 35

kripton Kr 36

rubidium Rb 37

stronsium Sr 38

yttrium Y 39

sirkonium Zr 40

niobium Nb 41

molibdeen Mo 42

tegnesium Tc 43

rutenium Ru 44

rodium Rh 45

palladium Pd 46

silwer Ag 47

kadmium Cd 48

indium In 49

tin Sn 50

antimoon Sb 51

telluur Te 52

jodium I 53

xenon Xe 54

sesium Cs 55

barium Ba 56

lantaan La 57

serium Ce 58

praseodimium Pr 59

neodimium Nd 60

prometium Pm 61

samarium Sm 62

europium Eu 63

gadolinium Gd 64

terbium Tb 65

disprosium Dy 66

holmium Ho 67

erbium Er 68

tulium Tm 69

ytterbium Yb 70

lutesium Lu 71

hafnium Hf 72

tantaal Ta 73

wolfram W 74

renium Re 75

osmium Os 76

iridium Ir 77

platinum Pt 78

goud Au 79

kwik Hg 80

tallium Tl 81

lood Pb 82

bismut Bi 83

polonium Po 84

astaat At 85

radon Rn 86

frankium Fr 87

radium Ra 88

aktinium Ac 89

torium Th 90

protaktinium Pa 91

uraan U 92

neptunium Np 93

plutonium Pu 94

amerikium Am 95

curium Cm 96

berkelium Bk 97

kalifornium Cf 98

einsteinium Es 99

fermium Fm 100

mendelewium Md 101

nobelium No 102

lawrencium Lr 103

rutherfordium Rf 104

doebnium Db 105

seaborgium Sg 106

bohrium Bh 107

hassium Hs 108

meitnerium Mt 109

110

111

112

114

116

118

[Diagram]

(Sien publikasie vir oorspronklike teksuitleg)

Weerspieël die orde en harmonie van die elemente in die periodieke tabel blote toeval of intelligente ontwerp?

Helium-atoom

Elektron

Proton

Neutron

[Diagram/Prent op bladsy 7]

(Sien publikasie vir oorspronklike teksuitleg)

Hoe verklaar ’n mens die fyn instelling van die vier fisiese kragte?

ELEKTROMAGNETISME

STERK KERNKRAG

GRAVITASIE

SWAK KERNKRAG

Water-molekule

Atoomkern

Bloureus

Rooidwerg

Son