Posteado por: Juan | abril 16, 2010

La Formación de los elementos livianos: Los primeros tres minutos del Universo

Toda la materia ordinaria, es decir la materia de la que esta hecha la Tierra y nosotros mismos, esta formada por átomos. En la naturaleza existen 92 elementos o especies de átomos. Cuando ellos se combinan, forman todas las sustancias que conocemos: ADN, piedras, agua, aire, etc.

Dado que en los primeros instantes del Universo la temperatura era muy alta, no era posible que estuvieran presentes átomos o núcleos. Sabemos que a altas temperaturas, como las que hay en el Sol los átomos se rompen en sus componentes. A temperaturas aún más elevadas, lo mismos núcleos se rompen en sus componentes más básicos. Por lo tanto, la hipótesis es que los elementos se formaron poco después del Big Bang, comenzando por las partículas que forman los núcleos (protones y neutrones) y continuando por los núcleos de los átomos mismos. Los átomos se formaron mucho después, cuando las temperaturas eran suficientemente frías (300.000 años). El problema para la formación de los núcleos es que el neutrón es inestable y decae (se desintegra) en 13 minutos. Para que se formen los elementos livianos hay sólo unos escasos minutos, más específicamente 3 minutos después del Big Bang. Después de esos 3 minutos no quedan suficientes neutrones para formar más elementos. Por lo tanto los elementos livianos en el Universo actual son una especie de fósil del Big Bang. Equivalentemente podríamos decir que estos elementos son una especie de huella digital, o mejor aún, una mancha de sangre con toda la información de ADN del asesino en la escena del crimen, que nos permite resolver el caso. Además, la abundancia actual de los elementos livianos (H, D, 4He, etc) en la naturaleza datan de esa época, los primeros tres minutos después del Big Bang.

Al transcurrir los primeros tres minutos, recién comienzan a aparecer los núcleos de los átomos más sencillos: hidrógeno y helio. Los modelos predicen que la formación de estos átomos se hizo a razón de cuatro átomos de hidrógeno por uno de helio. Las mediciones actuales confirman estos porcentajes de 75% para el hidrógeno y 25% para el helio.

Go to fullsize imageLos átomos más pesados, como el hierro, el carbono, el cobre y el resto de los elementos de la tabla periódica, fueron creados en el interior de las estrellas de gran masa. Posteriormente ellos fueron esparcidos por el cosmos al explotar dichas estrellas, en forma de una supernova. Podemos decir, que la fase supernova de una estrella masiva constituye algo así como el último estertor de la misma. De este modo, la Tierra, el Sol y los planetas, incluyéndonos a nosotros mismos, somos polvo de estrellas.


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