Vi går om lag 15 milliarder år tilbake i tiden. Dette er teorien om The Big Bang, det store smellet. En ørliten, energirik flekk eksploderer. Tid og rom blir til. Det dannes materie og antimaterie. I en partikkelsuppe vinner materien fram. Universet er ett sekund gammelt.
Det syder ved en temperatur på 10 mrd. grader. Protoner går sammen med nøytroner og danner atomkjerner. Etter 3 minutter har universet sine første grunnstoffer: hydrogen, helium og litium. I løpet av de neste 300 000 år blir elektronene temmet. De blir fanget i baner rundt kjerner. Slik dannes de første atomene.
Siden har universet stadig utvidet seg og blitt gradvis nedkjølt. Dette er dagens univers, med milliarder av galakser, hver med milliarder av stjerner, noen med planeter.
Kosmisk stråling
I1965 fanger Robert Wilson og Arno Penzias ved Bell telefonlaboratorier i USA tilfeldig opp elektromagnetiske bølger fra alle retninger i verdensrommet. Det viser seg å være kosmisk bakgrunnsstråling som ble utløst for 10 milliarder år siden. For dette får de nobelprisen i fysikk i 1978.
Ettersom universet utvides og avkjøles, endres de korte bølgene til å bli relativt lange mikrobølger, som et ekko – 300 tusen år etter The Big Bang.
Bare tre grunnstoffer ble dannet umiddelbart etter The Big Bang. Alle de andre ble til under utviklingen av stjerner, stjerner som vår sol. Langt inni dem, ved 14 millioner grader, smelter fire hydrogenkjerner sammen og danner én heliumkjerne. I denne prosessen taper sola 4 millioner tonn masse hvert sekund, masse som frigjøres som energi.
Einstein
Med sin geniale ligning viser Einstein at masse er en form for energi, selv om han ikke anvender den på prosessene i stjernene.
Arthur Eddington
Men det gjør den britiske astronomen Arthur Eddington. Eddington er overbevist om at Einsteins ligning er nøkkelen til hvordan stjerner danner energi. Men dette er tidlig i 20-åra, og han forstår ikke prosessen helt.
Det at hydrogen frigjør energi når det omdannes til helium, såkalt fusjon, blir forklart i 1935 av den tyske baron Carl Friedrich von Weizsäcker. Teorien om at energiutstrålingen fra sola kommer av sammensmelting av hydrogen til helium, legges fram av den tyskfødte fysikeren Hans Bethe. For det får han nobelprisen i fysikk i 1967.
Massive stjerner
Vår sol er en beskjeden stjerne. En stjerne med tre ganger så stor masse starter med å fusjonere hydrogen til helium, akkurat som sola. Men når hydrogenet tar slutt, går den massive stjernen rolig over til å omdanne helium til karbon.
William Fowler
Kjernetemperaturen er opptil 100 millioner grader. Dette er karbonsyklusen. Den frigjør heliumkjerner og er hovedenergikilden i massive stjerner. Men hva som skjer i de mest massive stjernene, er det amerikaneren William Fowler som finner ut. For det får han nobelprisen i fysikk i 1983. Fowler leder et team som består av briten Fred Hoyle og amerikanerne Margaret og Geoffrey Burbidge.
Stjerne-eksplosjoner
Jocelyn Bell
I 1967 oppdager den britiske forskeren Jocelyn Bell en pulsar. En roterende, supertung rest etter en stjerne-eksplosjon. Utrolig nok er det hennes veileder, Anthony Hewish og kollegaen Martin Ryle som får nobelprisen i fysikk i 1974.
Det er altså supermassive stjerner som danner de tunge grunnstoffene, og gjennom stjerne-eksplosjonen slynges de ut gjennom kosmos. Slike eksplosjoner kan utløse stjernefødsler. For fem til ti milliarder år siden, ble først sola og deretter planetene til. Vår egen jord er født av stoff fra stjerner med stor masse.