Articles

Hvor Mange Atomer Har Vi Til Fælles Med Hinanden?

by admin

inde i hver af os er vores organer, celler, molekyler og atomer. På de mindste skalaer af alle, der… er mere end 10^28 subatomære partikler i vores kroppe, et enormt antal. Hvis vi stiller spørgsmålene om, hvor mange af dem der har været inde i en anden persons krop på et tidspunkt, får vi et alarmerende stort svar.

Getty

Når du spiser mad, drikker væsker eller endda indånder luften, ender mange af disse atomer med at blive inkorporeret i din krop. Når du sveder, udånder og enten udskiller eller udskiller stof fra din krop, går disse atomer tilbage i Jordens biosfære, hvor de til sidst kan ende med at blive indarbejdet i andres kroppe. Her på jorden er alt forbundet.

men hvor forbundet er vi? I særdeleshed, hvor mange af atomerne i vores kroppe var i et andet menneskes krop på et tidspunkt? Deler vi atomer til fælles med alle i live i dag? Med alle, der nogensinde har levet? Med kong Tut, Cleopatra, Julius Caesar, George, etc.? Svaret er fascinerende: ikke alene har vi hver især hundreder af milliarder atomer, der engang var i alle andres kroppe, men vi har cirka 1 atom i vores krop fra hvert åndedrag, som ethvert menneske nogensinde har taget. Sådan ved vi det.

menneskekroppen, som vi traditionelt tænker på det, består af organer, der er lavet af celler. Men… på et endnu mindre niveau er alt i os sammensat af atomer: et enormt antal af dem på grund af deres overvældende lille størrelse.

bruger Publicdomainbilleder

lad os starte med at se på, hvad menneskekroppen faktisk er. Du kan tænke på dig selv som en samling af dine makroskopiske organer og de celler, der udgør dem. At du ikke er andet end knogler, muskler, hud og de andre organer inde i dig. Men fra et cellulært synspunkt udgør det kun 4% af cellerne i din krop. De øvrige 96% er fordelt, nogenlunde jævnt, mellem dine blodlegemer og bakterieceller, der lever på og i din krop.

blodcellerne (for det meste røde celler) lever kun i cirka 4 måneder, hvorefter de nedbrydes, deres komponenter udskilles og erstattes af nye celler, der blev oprettet i din knoglemarv. Bakterier lever overalt, at de kan: der er omkring en million bakterieceller på hver kvadrat tomme af din hud, og snesevis af billioner af bakterieceller trives i din fordøjelseskanalen.

elementerne i menneskekroppen. Mens, af masse, vi er for det meste ilt, kulstof, Nitrogen og brint,… der er snesevis af elementer, der er vigtige for livsprocesser i den menneskelige krop. Der er mere end 10^28 protoner, der komponerer en typisk voksen menneskelig krop.

Openstaks college, Anatomi& fysiologi, forbindelser hjemmeside

med hensyn til atomer er disse celler overvældende lavet af blot nogle få elementer. Efter vægt er menneskekroppen:

  • 65% ilt,
  • 18,5% kulstof,
  • 9,5% hydrogen,
  • 3,2% nitrogen,

og omkring 4% alt andet kombineret. Det inkluderer calcium i dine knogler, den fosfor, der er kritisk for disse ATP-molekyler, natrium og kalium, der er nøglen til at regulere din krops neuroner, og svovl, klor og magnesium, der spiller nøgleroller i din krop.

men selvom vi kun taler om de fire mest almindelige elementer, taler vi om bemærkelsesværdigt stort antal atomer. Et menneske, når du tæller alt inde i os, er faktisk en utrolig stor samling af atomer: der er flere atomer i din krop, end der er stjerner i hele universet.

forskellige kampagner med lang eksponering, som Hubble ekstreme dybe felt (HDF) vist her, har afsløret… tusinder af galakser i et volumen af universet, der repræsenterer en brøkdel af en milliontedel af himlen. 2 billioner galakser i det observerbare univers, men selvom de havde en billion stjerner hver (et højt skøn), ville der være flere atomer i vores kroppe end stjerner i universet.NASA, ESA, H. Teplits og M. Rafelski (IPAC / Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Levay (STScI)

Med hvert år, der går, kan du faktisk blive overrasket over at høre, at mere end 90% af de atomer, der var i din krop, ikke længere er der. Celler bliver nedbrudt, taget i blodbanen, filtreret af din lever og nyrer, og store komponenter af deres indhold udskilles. I mellemtiden indtager du og indånder nye atomer hele tiden, hvor din krop samler dem i nye molekyler og celler. På ethvert givet tidspunkt indeholder din krop CA. (for et gennemsnitligt menneske):

  • 4 liter 1027 hydrogenatomer,
  • 2 liter 1027 iltatomer,
  • 3 liter 1026 carbonatomer og
  • 8 liter 1025 nitrogenatomer.

disse er enorme tal, selv efter astronomiske standarder. Og alligevel må vi spørge, hvor de kommer fra.

de elementer, der udgør den menneskelige krop og er mest afgørende for livet, optager en række forskellige… steder på det periodiske system, men alle kan genereres af processerne i et par forskellige typer stjerner i universet.

Ed Uthman, M. D., via http://web2.airmail.net/uthman/(L); Under c.c.A.-s.A.-3.0.

næsten alt ilt og brint i vores kroppe kommer fra drikkevand og åndedrætsluft. I mellemtiden kommer det meste af kulstof og kvælstof i vores kroppe fra den mad, vi spiser. Dette gør en forskel: det er lettere for vand og luft at cirkulere over hele planeten og blande godt og grundigt. Hvis man antager, at atomer hverken er skabt eller ødelagt — en rigtig god tilnærmelse af virkeligheden — var en brøkdel af luftens atomer, du trækker vejret ind, engang i en andens lunger gennem historien, hvad enten det er Hitler, Caesar, Ramses eller Iceman.

i betragtning af at brint og ilt udgør det største antal atomer i din krop, og at atmosfæren og Jordens vandige kroppe er, hvor disse atomer bor, giver dette os en metode til at nærme sig problemet: ved at overveje antallet af atomer i atmosfæren og i alt Jordens vand.

den tørre jord sammenlignet med alle Jordens oceaner (stor blå prik), alt ferskvand på jorden… (medium blå prik) og alle floder og søer på Jorden (lille blå prik), hvoraf den sidste er den samme relative masse/størrelse af Jordens atmosfære.jorden er et massivt sted med et enormt antal atomer, men de fleste af disse atomer er i det indre af vores planet. Den ydre del af den — vores planets biosfære — er den eneste komponent, vi holder af, når det kommer til de atomer, vi regelmæssigt interagerer med. Samlet set hele summen af alle vandige kroppe på jorden, inklusive søer, oceaner, floder, have, iskapper, gletsjere osv., oversætter til omkring 0,02% af planetens masse: 1,35 til 1021 kg. Hele atmosfæren, i mellemtiden, er omkring 1-del-i-en-million af hele planeten: 5.15 liter 1018 kg.

når vi laver matematikken for at konvertere disse til atomer, er det her, vi får:

  • 4.1 liter 1040 iltatomer (atmosfære),
  • 4.5 liter 1043 iltatomer (vand) og
  • 9,0 liter 1043 hydrogenatomer (vand).

disse er enorme tal, især sammenlignet med antallet af atomer i en menneskekrop. Men de er ikke store nok.

uanset om vi bærer en maske eller ej, indånder vi stadig det samme antal atomer i vores kroppe med… hvert åndedrag vi tager, og disse atomer har den samme sandsynlighed, som de altid gjorde for at have været inde i en anden. (Jaap Arriens/Nurphoto via Getty Images)

Getty

Hvis du skulle tage alle atomerne i din krop og lade dem vende tilbage til Jordens naturlige miljø, og du blandede derefter grundigt al luft og vand på jorden, ville du indse et par spektakulære fakta.

  1. en ud af hver 21 kvadrillion hydrogenatomer (2,1 liter 1016 atomer) kommer fra din krop.
  2. en ud af hver 26 kvadrillion iltatomer (2,6 liter 1016 atomer) kommer fra din krop.

og det gælder i gennemsnit for alles krop, når man overvejer de atomer, der udgjorde dem for et år siden.

men husk: den typiske menneskelige krop har 4 liter 1027 hydrogenatomer og 2 liter 1027 iltatomer i det! Hvis hver af os akkumulerer atomer tilfældigt, betyder det stadig, at hver af os i gennemsnit har hundreder af milliarder atomer, der for et år siden var inde i hver eneste anden person på jorden. Hundreder af milliarder atomer er i din krop ikke kun fra mig og alle andre på jorden, men også fra dinosaurer, der levede for millioner af år siden.

dette billede viser det resterende skelet af Sue the T-Rek, udstillet på Field Museum i Chicago…. Der er cirka et par billioner atomer, der engang var inde i Sue, der nu udgør din krop i dag.det er kun fordi atomer er så små, og der er så mange af dem inde i hver af os, at dette er muligt. Hvis atomer var større og mere massive, og vi var lavet af færre af dem, ville dette være et meget vanskeligere forslag. Men virkeligheden er, at vi er lavet af ekstremt små byggesten, og der er flere af dem i hver af os, end der er kilogram i jorden, stjerner i det observerbare univers eller sandkorn i hele solsystemet.

faktisk lige nu, hvis du tager en dyb indånding og derefter ånder ud, når et år går, vil CA.et atom fra det åndedræt lukke op i hver anden person på jordens lunger til enhver tid. Med andre ord har du sandsynligvis cirka et atom fra Cæsars sidste åndedrag i lungerne lige nu.

hvert menneskeligt åndedræt indeholder cirka 10^19 atomer, hvilket betyder, at selv i vores godt blandede… atmosfære, du har sandsynligvis omkring 1 atom, der på et tidspunkt var en del af ethvert åndedrag, der nogensinde er åndet i menneskets historie.

Sasha Kargaltsev / flickr

vores kroppe ser ud til at forblive omtrent det samme på år til år, men faktum er, at vi faktisk uddriver atomerne inde i os hele tiden:

  • det kulstof, vi udånder i kulsyre, er det kulstof, der komponerer vores kroppe,
  • det vand, vi udskiller, når vi urinerer, er brint og ilt fra vores kroppe,
  • og de andre elementer, i en kombination af sved, urin og fast affald, forlader også vores kroppe regelmæssigt.

i mellemtiden indånder vi luft, drikker vand og spiser planter og dyr, og det bringer nye atomer ind i vores kroppe for at erstatte dem, vi konstant mister. Planeten Jorden er et groft lukket system, så vidt atomerne i vores biosfære går, hvilket betyder, at disse små mikroskopiske komponenter i vores verden uundgåeligt vil sprede sig, uanset hvor vand og luft får lov til at gå.

fra makroskopiske skalaer ned til subatomære, spiller størrelserne af de grundlæggende partikler kun a… lille rolle i bestemmelsen af størrelserne af sammensatte strukturer. Hvorvidt byggestenene virkelig er grundlæggende og / eller punktlignende partikler vides stadig ikke, men vi forstår universet fra store, kosmiske skalaer ned til små, subatomære. Der er næsten 10^28 atomer, der udgør hver menneskekrop, i alt.hver gang du indånder, indånder du atomer af luft, der engang var inde i et andet menneske. Hver gang du tager en drink vand, drikker du vand, der engang var inde i et andet menneske. Og hver bid af mad, du tager, består af atomer, der var inde i en anden person. Vi deler alle den samme planet, den samme biosfære og — på et grundlæggende niveau — selv de samme atomer.

på atomniveau er vi alle utroligt dybt forbundet. Inde i din krop, lige nu, er hundreder af milliarder atomer, der engang var inde i hinanden menneske på jorden. Gennem generationer og æoner, de samme atomer udgør fortsat alt: dinosaurernes atomer, planterne, trilobitterne og endda de encellede organismer, der engang dominerede vores planet, er nu inde i dig.

det er din tur nu. Få mest muligt ud af det.