jueves, 25 de noviembre de 2010

Cual es el origen de los atomos?

No es una pregunta trivial. Durante muchisimos años se estuvo tratando de entender este proceso, comezando con ideas magicas, hasta que a principios del siglo 19 se empezo a a comprender como funcionan las estrellas y el Universo.



Es un proceso algo complicado, por eso se tardo tanto en reconocerlo.

En este momento la mejor teoria que explica el Universo es que comenzo con el Big-Bang, la explosion inicial que dio origen a todo.

En la explosion, de origen todavia incierto, habia pura energia, y al expandirse se fue enfriando, como lo haria cualquier gas.

Al llegar a un nivel de energia un poco mas bajo del inicial, se pudieron condensar de la energia las primeras particulas elementales (protones, neutrones, etc). Esto ocurrio en los primeros minutos.

La famosa ecuacion de Einstein E = mc al cuadrado, implica que se puede transformar materia en energia, como en un reactor nuclear, y tambien la energia puede condensarse en materia, como en este caso.

A los 300 mil años, el nivel de energia fue lo suficientemente bajo como para permitir la formacion de los primeros atomos.

Como ven, habia protones, electrones y neutrones dispersos, que cuando se juntaron fue para formar los elementos quimicos mas elementales: Hidrogeno, Helio y algo de litio. Nada mas se formo, en la proporcion de 75% de hidrogeno, casi 25% de helio, y trazas de los otros elementos.

La combinacion simple de particulas da como resultado los atomos mas elementales.
De hecho se hicieron experimentos numericos colocando las proporciones razonables de particulas elementales que se condensaron, y dejandolas mezclarse al azar, da como resultado el porcentaje las cantidades de hdrogeno helio y litio que se observa en el Universo.

Y el resto?

Sir Fred Hoyle fue el primero en darse cuenta del mecanismo. Esta rama de la astronomia se llama astroquimica (Nucleosintesis).

Una de las claves es que porcentualmente el 98% del universo esta compuesto por estos atomos simples, y el resto de la tabla periodica es el 2% restante.

Diagrama de las cantidades porcentuales de los distintos elementos quimicos, con referecia a cada millon de atomos de Silicio. En celeste, los elementos generados en el Big-Bang. En rojo, los elementos generados en el interior de las estrellas (hasta el Fe). En verde, los elementos mas pesados formados en las explosiones tipo supernovas.
Hoyle penso que el mecanismo para la formacion de los elementos deberia ser diferente de los tres atomos mas simples a el resto, y no se equivocaba.

Como sucede?

En el Big-Bang, hace 13700 millones de años, se condensaron los tres elementos basicos. Se formo la primer generacion de estrellas de de este gas puro de H, He y Li. Se denominan estrellas de poblacion III, y no se conoce con seguridad ninguna.... ya que el enorme porcentaje han muerto y las que quedan son dificiles de difereciar de las otras estrellas..


Muchas de esas estrellas explotaron, enriqueciendo el gas interestelar.

Esto significa que la composicion del gas de las estrellas es diferente al que dio inicio. Ahora, por las reacciones nucleares internas de estas estrellas, el gas esta enriquecido con elementos mas pesados, como oxigeno, carbono, etc.

Este nuevo gas, formo una segunda generacion de estrellas (Poblacion II) que ahora si tiene materiales mas pesados. Esto ocurrio hace al menos 6 mil millones de años. Hoy en dia pueden verse estrellas de Poblacion II en los cumulos globulares o en el centro de la Via Lactea.

Las tres poblaciones estelares. A la izquierda, Poblacion I (P I), con el ejemplo de las Pleyades o nuestro Sol. En el medio, P II: estrellas viejas como en los cumulos globules o el centro de las galaxias espirales. A la derecha, P III, ninguna identificada.
Se repitio el proceso, muchas de estas estrellas de poblacion II murieron, inyectaron mas gas con atomos mas pesados, y de ahi se formo la tercera poblacion de estrellas (Poblacion I) de la cual nuestro Sol es un miembro.

Estructura de la Via Lacea. La forma esferica (el halo galactico) contiene estrellas de Poblacion II, en cambio en el plano, hay estrellas de Poblacion I.

Queres ver materia que provino del centro de una estrella? Mirate en el espejo.


El carbono, oxigeno y nitrogeno que nos componen provienen de estrellas que han muerto antes de la formacion del Sistema solar.

14 comentarios:

  1. GRACIAS POR COMPARTIR SUS CONOCIMIENTOS y mantenernos al día. Ud. tiene vocación de maestro. Ramiro Gamboa, Costa Rica.

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  2. Ramiro:

    de nuevo muchas gracias por los comentarios.

    Saludos

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  3. de nuevo munchas gracias por ayudar jajajajajjajajajaja

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  4. con esto condenso mi idea sobre el origen de la vida :)

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  5. esta muy unteresante este articulo
    gracias

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  6. Desde que leí por primera vez acerca de la teoría del big bang me pareció inconcistente, por una parte por lo simplista. De un super átomo que explotó surgió todo el universo. La pregunta es Qué había antes del big bang. En segundo lugar esto presupone un límite en la cantidad de materia pues si estaba concentrada en un solo punto y no exisía más nada, quiere decir que ese super átomo era limitado. Otro punto oscuro de la teoría del big bang es que deja la sensacion de que todo responde a una teoría pendular, es decir, la materia pasa siempre por un punto de expansion y luego de concentracion negando la experiencia que demuestra que nada en la vida se repite. La forma de explicar el big bang me parece injenua, poco consistente que se asemeja más a la explicacion biblica extendida en el tiempo. Me inclino a pensar más en un universo sin límite donde la materia es eterna en el tiempo y en el espacio, es decir, sin un comienzo ni un fin sino en un constante y permanente cambio y trasnformacion donde el movimiento de la materia es la causa misma de su exitencia.

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    1. También estoy bastante de acuerdo, lo único es que practicamente no se trataría de un universo sino de infinitos universos y es cierto tendría que haber algo antes del big bang.

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    2. Ingenuo es escribir ingenuo con j

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  7. KE IMPORTANTE ES SABER TODO ESTO

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  8. Claudio Martinez gracias por su artículo, muy buen resumen, me encantó y aprendí mucho.

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  9. Un gran aporte para los que buscamosrespuestas. Todo parece tener sentido. Gracias

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  10. Se dice que el big bang no fue una explosión que mas bien fue una expansión a partir de una singularidad

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